Πρωτόκολλα δικτύου ανθεκτικά σε καταστροφές

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι η μελέτη της απόδοσης δικτυακών πρωτοκόλλων ανθεκτικών σε καταστροφές, από επιθέσεις που θίγουν τις απαιτήσεις της ασφάλειας και ειδικότερα την διαθεσιμότητα (availability). Αρχικά, οριοθετείται το πρόβλημα της διαθεσιμότητας ως μία από τις τρεις βασικές απαιτήσεις ασφάλειας δικτύου. Προτείνεται η χρήση τεχνικών κωδικοποίησης δικτύου (network coding) για τη βελτίωση της διαθεσιμότητας, σε θεωρητικό και πειραματικό πλαίσιο. Μελετώνται τα διάφορα είδη κωδικοποίησης δικτύου και επιλέγεται η Τυχαία Γραμμική Κωδικοποίηση Δικτύου (Random Linear Network Coding, RLNC), με βάση τα χαρακτηριστικά της, όπως η αξιοπιστία, η ευρωστία και η αύξηση της ρυθμαπόδοσης. Αναπτύσσονται στη συνέχεια σενάρια επιθέσεων στη διαθεσιμότητα των δικτύων και αναλύεται ο τρόπος που μπορεί να αξιοποιηθεί το RLNC για την αντιμετώπισή τους. Για την επαλήθευση των παραπάνω, γίνεται πειραματική μελέτη και αξιολογούνται υλοποιήσεις του RLNC. Τα αποτελέσματα της θεωρητικής και πειραματικής μελέτης αναδεικνύουν τις δυνατότητες του RLNC σε σενάρια χρήσης σε εντόνως εχθρικά περιβάλλοντα, και ιδιαίτερα τα οφέλη της επανα-κωδικοποίησης (re-coding) από ενδιάμεσους κόμβους, για τη μαζική αποστολή πακέτων σε μεγάλο πλήθος αποδεκτών, την αποστολή πακέτων με παράλληλη αναμετάδοση από πολλά ταυτόχρονα μονοπάτια και την αποστολή πακέτων με τη χρήση πολλών ενδιάμεσων αναμεταδοτών στη σειρά.