AUEB Library - Digital Repository

PYXIDA Institutional Repository
and Digital Library

Username
Password

Collections :	Ιδρυματικό Αποθετήριο ΟΠΑ / AUEB Institutional Repository Σχολή Επιστημών και Τεχνολογίας της Πληροφορίας / School of Informatics Τμήμα Πληροφορικής / Department of Informatics Μεταπτυχιακές Εργασίες / Postgraduate dissertations

Title :	Reputation and trust mechanisms for IoT marketplaces in Blockchain environments

Alternative Title :	Μηχανισμοί φήμης και εμπιστοσύνης για αγορές δεδομένων ΙοΤ σε περιβάλλοντα τεχνολογίας κατανεμημένου καθολικού

Creator :	Αθανασίου, Λυδία Athanasiou, Lydia

Contributor :	Stamoulis, Georgios (Επιβλέπων καθηγητής) Markakis, Evangelos (Εξεταστής) Voulgaris, Spyridon (Εξεταστής) Athens University of Economics and Business, Department of Informatics (Degree granting institution)

Type :	Text

Extent :	122p.

Language :	en

Identifier :	http://www.pyxida.aueb.gr/index.php?op=view_object&object_id=10191

Abstract :	Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά συστήματα φήμης και εμπιστοσύνης σε αγορές δεδομένων, και ιδιαίτερα προτείνει έναν αποτελεσματικό τρόπο υπολογισμού και ενημέρωσης της βαθμολογίας φήμης των πηγών δεδομένων, των προϊόντων, των παρόχων και των ομοσπονδιών στην ομοσπονδιακή αγορά δεδομένων που αναπτύχθηκε από το έργο IoTFeds.Αρχικά, πραγματοποιείται μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τις μετρικές φήμης και εμπιστοσύνης και τις εφαρμογές τους σε διαδικτυακές αγορές. Μελετούνται υπάρχοντες τρόποι υπολογισμού των βαθμολογιών φήμης τόσο με συγκεντρωτικό όσο και με αποκεντρωμένο τρόπο. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται το σύστημα φήμης και εμπιστοσύνης για την αγορά IoTFeds. Η φήμη ενός προϊόντος υπολογίζεται ως η συνάθροιση τόσο των αντικειμενικών όσο και των υποκειμενικών βαθμολογιών με τρόπο συγκεκριμένο και προσανατολισμένο στον χρήστη.Στη συνέχεια, αναπτύσσεται ένα περιβάλλον προσομοίοσης και ξιολόγησης αυτού του μηχανισμού φήμης και διεξάγεται μια σειρά πειραμάτων, μέσω των οποίων αρχικά επαληθεύεται ότι ο μηχανισμός φήμης λειτουργεί όπως ορίζεται. Τα πειράματα στη συνέχεια επιβεβαιώνουν ότι η βαθμολογία φήμης ενός προϊόντος κυμαίνεται όπως αναμένεται μετά από ορισμένες συναλλαγές, σύμφωνα με την ποιότητα των προϊόντων δεδομένων καθώς και με τις αντικειμενικές και υποκειμενικές βαθμολογίες που υποβλήθηκαν. Τέλος, αναπτύχθηκε ένας μηχανισμός διόρθωσης της φήμης που στοχεύει στον εντοπισμό παρόχων που υπερεκτιμούν την ποιότητα των πόρων τους και να υποβάλλουν ψευδώς υψηλές αντικειμενικές βαθμολογίες για να ενισχύσουν τη φήμη τους. Διορθωτικά μέτρα λαμβάνονται όταν παρατηρείται ασυμφωνία μεταξύ αυτών των βαθμολογιών και των αντίστοιχων υποκειμενικών β;θμολογιών που υποβάλλονται στο σύστημα από τους χρήστες. Τα πειράματα αποκαλύπτουν ότι αυτός ο διορθωτικός μηχανισμός χειρίζεται με επιτυχία τέτοιες αποκλίσεις και οδηγεί σε αντιπροσωπευτικές τιμές φήμης.Τέλος, μέσω παραπομπών στη βιβλιογραφία, ερευνώνται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του blockchain και μερικές από τις πιο κοινές επιθέσεις που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τον μηχανισμό blockchain και να αποκαλύψουν τρωτά σημεία της εξεταζόμενης αρχιτεκτονικής.Η παρούσα διπλωματική εργασία οργανώνεται ως εξής:1. Στο δεύτερο κεφάλαιο πραγματοποιείται εκτενής βιβλιογραφική μελέτη σχετικά με τα συστήματα φήμης και τους μηχανισμούς blockchain.2. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η Αρχιτεκτονική του Συστήματος Φήμης του IoTFeds.3. Στο τέταρτο κεφάλαιο ορίζεται το πλαίσιο για την πειραματική αξιολόγηση του μηχανισμού φήμης και παρουσιάζεται ένα σύνολο πειραματικών αποτελεσμάτων.4. Στο πέμπτο κεφάλαιο υλοποιείται ένα smart contract που προσομοιώνει την αγορά και την αξιολόγηση ενός προϊόντος στην αγορά του IoTFeds. Στο ίδιο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του μηχανισμού blockchain.5. Στο έκτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα κύρια συμπεράσματα αυτής της διατριβής, μαζί με ορισμένες προτάσεις για μελλοντική έρευνα που θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί. This thesis deals with reputation and trust systems in data marketplaces, and particularly with an efficient way to calculate and update the reputation score of the data sources, products, providers, and federations in the federated data marketplacedeveloped by project IoTFeds.First, a literature review is conducted on reputation and trust metrics and their applications in online marketplaces. Existing ways to compute the reputation scores inboth centralized and decentralized manners are studied. Subsequently, the reputation and trust system for the IoTFeds marketplace is presented. The reputation of a data product is calculated as the aggregation of both objective and subjective scores in acontext-specific and user-oriented manner.Then, the framework of experimental assessment of this reputation mechanism is developed, and a series of experiments are carried out, by means of which it is at firstverified thaτ the reputation mechanism is functioning as specified. The experiments subsequently confirm that the reputation score of a product is fluctuating as expectedafter some transactions, according to the quality of the data product(s) as well as to the objective and subjective scores submitted. Finally, a reputation-correction approach was developed that aims to identify liar providers that over-rate the quality of theirresources and submit falsely high objective scores to boost their reputation. Corrective action is taken when discrepancy between such scores and the correspondingsubjective ones are observed. The experiments reveal that this corrective mechanism handles successfully such discrepancies and leads and to representative values of thereputation metrics.Last, through references in the bibliography, the advantages and disadvantages of the blockchain are surveyed, and together with some of the most common attacks that could affect the blockchain and thus reveal vulnerabilities of the architectureconsidered.This thesis is organized as follows:1. In the second chapter an extensive bibliography study is conducted related to reputation systems and the blockchain mechanisms.2. In the third chapter the IoTFeds Reputation System Architecture is described.3. In the fourth chapter the framework for the experimental evaluation of the reputation mechanism is defined, and a set of experimental results are presented and discussed.4. In the fifth chapter a smart contract is implemented which simulated the purchase and evaluation of a product in the IoTFeds marketplace. In the same chapter the advantages and disadvantages of the blockchain mechanism are presented.5. In the sixth chapter the main conclusions of this thesis are summarized, togetherwith certain lines for future work that could be done.

Abstract :

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά συστήματα φήμης και εμπιστοσύνης σε αγορές δεδομένων, και ιδιαίτερα προτείνει έναν αποτελεσματικό τρόπο υπολογισμού και ενημέρωσης της βαθμολογίας φήμης των πηγών δεδομένων, των προϊόντων, των παρόχων και των ομοσπονδιών στην ομοσπονδιακή αγορά δεδομένων που αναπτύχθηκε από το έργο IoTFeds.Αρχικά, πραγματοποιείται μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τις μετρικές φήμης και εμπιστοσύνης και τις εφαρμογές τους σε διαδικτυακές αγορές. Μελετούνται υπάρχοντες τρόποι υπολογισμού των βαθμολογιών φήμης τόσο με συγκεντρωτικό όσο και με αποκεντρωμένο τρόπο. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται το σύστημα φήμης και εμπιστοσύνης για την αγορά IoTFeds. Η φήμη ενός προϊόντος υπολογίζεται ως η συνάθροιση τόσο των αντικειμενικών όσο και των υποκειμενικών βαθμολογιών με τρόπο συγκεκριμένο και προσανατολισμένο στον χρήστη.Στη συνέχεια, αναπτύσσεται ένα περιβάλλον προσομοίοσης και ξιολόγησης αυτού του μηχανισμού φήμης και διεξάγεται μια σειρά πειραμάτων, μέσω των οποίων αρχικά επαληθεύεται ότι ο μηχανισμός φήμης λειτουργεί όπως ορίζεται. Τα πειράματα στη συνέχεια επιβεβαιώνουν ότι η βαθμολογία φήμης ενός προϊόντος κυμαίνεται όπως αναμένεται μετά από ορισμένες συναλλαγές, σύμφωνα με την ποιότητα των προϊόντων δεδομένων καθώς και με τις αντικειμενικές και υποκειμενικές βαθμολογίες που υποβλήθηκαν. Τέλος, αναπτύχθηκε ένας μηχανισμός διόρθωσης της φήμης που στοχεύει στον εντοπισμό παρόχων που υπερεκτιμούν την ποιότητα των πόρων τους και να υποβάλλουν ψευδώς υψηλές αντικειμενικές βαθμολογίες για να ενισχύσουν τη φήμη τους. Διορθωτικά μέτρα λαμβάνονται όταν παρατηρείται ασυμφωνία μεταξύ αυτών των βαθμολογιών και των αντίστοιχων υποκειμενικών β;θμολογιών που υποβάλλονται στο σύστημα από τους χρήστες. Τα πειράματα αποκαλύπτουν ότι αυτός ο διορθωτικός μηχανισμός χειρίζεται με επιτυχία τέτοιες αποκλίσεις και οδηγεί σε αντιπροσωπευτικές τιμές φήμης.Τέλος, μέσω παραπομπών στη βιβλιογραφία, ερευνώνται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του blockchain και μερικές από τις πιο κοινές επιθέσεις που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τον μηχανισμό blockchain και να αποκαλύψουν τρωτά σημεία της εξεταζόμενης αρχιτεκτονικής.Η παρούσα διπλωματική εργασία οργανώνεται ως εξής:1. Στο δεύτερο κεφάλαιο πραγματοποιείται εκτενής βιβλιογραφική μελέτη σχετικά με τα συστήματα φήμης και τους μηχανισμούς blockchain.2. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η Αρχιτεκτονική του Συστήματος Φήμης του IoTFeds.3. Στο τέταρτο κεφάλαιο ορίζεται το πλαίσιο για την πειραματική αξιολόγηση του μηχανισμού φήμης και παρουσιάζεται ένα σύνολο πειραματικών αποτελεσμάτων.4. Στο πέμπτο κεφάλαιο υλοποιείται ένα smart contract που προσομοιώνει την αγορά και την αξιολόγηση ενός προϊόντος στην αγορά του IoTFeds. Στο ίδιο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του μηχανισμού blockchain.5. Στο έκτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα κύρια συμπεράσματα αυτής της διατριβής, μαζί με ορισμένες προτάσεις για μελλοντική έρευνα που θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί.
This thesis deals with reputation and trust systems in data marketplaces, and particularly with an efficient way to calculate and update the reputation score of the data sources, products, providers, and federations in the federated data marketplacedeveloped by project IoTFeds.First, a literature review is conducted on reputation and trust metrics and their applications in online marketplaces. Existing ways to compute the reputation scores inboth centralized and decentralized manners are studied. Subsequently, the reputation and trust system for the IoTFeds marketplace is presented. The reputation of a data product is calculated as the aggregation of both objective and subjective scores in acontext-specific and user-oriented manner.Then, the framework of experimental assessment of this reputation mechanism is developed, and a series of experiments are carried out, by means of which it is at firstverified thaτ the reputation mechanism is functioning as specified. The experiments subsequently confirm that the reputation score of a product is fluctuating as expectedafter some transactions, according to the quality of the data product(s) as well as to the objective and subjective scores submitted. Finally, a reputation-correction approach was developed that aims to identify liar providers that over-rate the quality of theirresources and submit falsely high objective scores to boost their reputation. Corrective action is taken when discrepancy between such scores and the correspondingsubjective ones are observed. The experiments reveal that this corrective mechanism handles successfully such discrepancies and leads and to representative values of thereputation metrics.Last, through references in the bibliography, the advantages and disadvantages of the blockchain are surveyed, and together with some of the most common attacks that could affect the blockchain and thus reveal vulnerabilities of the architectureconsidered.This thesis is organized as follows:1. In the second chapter an extensive bibliography study is conducted related to reputation systems and the blockchain mechanisms.2. In the third chapter the IoTFeds Reputation System Architecture is described.3. In the fourth chapter the framework for the experimental evaluation of the reputation mechanism is defined, and a set of experimental results are presented and discussed.4. In the fifth chapter a smart contract is implemented which simulated the purchase and evaluation of a product in the IoTFeds marketplace. In the same chapter the advantages and disadvantages of the blockchain mechanism are presented.5. In the sixth chapter the main conclusions of this thesis are summarized, togetherwith certain lines for future work that could be done.

Subject :	Μηχανισμός φήμης-εμπιστοσύνης Περιβάλλοντα τεχνολογίας κατανεμημένου καθολικού Κατανεμημένα συστήματα Αγορές δεδομένων IoT Διαδίκτυο των Πραγμάτων Reputation and trust systems Blockchain environments Distributed systems IoT Marketplaces IoT Feds

Date Available :	2023-03-10 19:59:34

Date Issued :	10-03-2023

Date Submitted :	2023-03-10 19:59:34

Access Rights :	Free access

Licence :

File: Athanasiou_2023.pdf

Type: application/pdf

Login