La Rete Gnutella e il P2PLa Rete Gnutella e il P2P

Parte seconda

Mauro Franceschi

I 5 DESCRITTORI DELI 5 DESCRITTORI DEL G-NET(Gnutella-Network) G-NET(Gnutella-Network)

1)PING1)PING: I messaggi Ping non hanno associato alcun carico e hanno lunghezza 0. E’

quindi rappresentato soltanto da un Descriptor Header il cui campo Payload Descriptore il cui campo Payload Length siano entrambi fissati al valore 0.Un servent usa i Ping per conoscere lo stato della rete: un servent che riceva un pacchetto di questo tipo e’ tenuto a rispondere con un pacchetto Pong,

I 5 DESCRITTORI DELI 5 DESCRITTORI DEL G-NET(Gnutella-Network) G-NET(Gnutella-Network)

 2)2)PONGPONG: utilizzato come risposta al PING; contiene

l’indirizzo del servent (porta e ip)e informazioni circa

l’ammontare dei dati condivisi (numero file condivisi e

numero kb condivisi).

 3)QUERY: utilizzato per inviare delle richieste; un servent che riceve un descrittore QUERY deve rispondere con un descrittore QUERYHIT se ha trovato corrispondenza con i dati richiesti.

 

Minum speed Search criteria

Query(0x80)Query(0x80)

• Minum Speed: indica la velocita’minima della connessione del peer da ricercare.

•Search Criteria: i criteri di ricerca del file richiesto.

I 5 DESCRITTORI DELI 5 DESCRITTORI DEL G-NET(Gnutella-Network) G-NET(Gnutella-Network)

I 5 DESCRITTORI DELI 5 DESCRITTORI DEL G-NET(Gnutella-Network) G-NET(Gnutella-Network)

4)QUERYHIT: la risposta ad una QUERY; questo descrittore fornisce

al destinatario abbastanza informazioni per acquisire i dati richiesti

QueryHit(0x81)QueryHit(0x81)

Schema Query-QueryHit Schema Query-QueryHit con downloadcon download

5)PUSH5)PUSH: un meccanismo utilizzato dai servent per effettuare connessioni dirette, qualora ci sia la presenza di un Firewall 

Un servent che riceve un messaggio Push si preoccupa di spedire la risorsa soltanto nel caso in cui l' identificatore di Servent corrisponda al proprio, negli altri casi si limita ad inoltrarlo come un comune messaggio Multicast.

I 5 DESCRITTORI DELI 5 DESCRITTORI DEL G-NET(Gnutella-Network) G-NET(Gnutella-Network)

Qualora un servent (159.149.70.94) volesse scaricare una risorsa (Stairway to Heaven.txt) da un servent protetto da un Firewall (192.168.10.1) deve chiederne la spedizione tramite un messaggio Push.

Messaggi Push permettono quindi di far comunicare servent quando uno solo dei due e’ protetto da un Firewall ma diventa inutile qualora lo siano entrambi.

Una sessione tipica di utilizzo Una sessione tipica di utilizzo del protocollo di Pushdel protocollo di Push

GNUTELLA FASE 1 – GNUTELLA FASE 1 – CONNESSIONECONNESSIONE

Ogni SERVENT contiene già inglobato l’indirizzo di un server di cache dove sono reperibili gli indirizzi di macchine attualmente connesse alla rete GNUTELLA

Il SERVENT invia un PING ad una di queste macchine, che in BROADCAST lo passerà a tutte le macchine a cui è connessa

Una volta inviati i PING le macchine disponibili cominceranno a mandare pacchetti PONG seguendo la strada fatta dai pacchetti PING

Nei pacchetti PONG sono contenute info sul numero di files condivisi e il loro ammontare e anche sulla velocità di connessione dell’host che lo invia

GNUTELLA FASE 1 – GNUTELLA FASE 1 – CONNESSIONECONNESSIONE

11

22

33

6655

77

88

1: peer inizio

2&7: risposte

Query

QueryHit

Non descriptor

44Match Match

Un servent richiede un file facendo il broadcasts di una Query.

I Servents inoltreranno tutti i Query descriptors in arrivo a tutti i servents direttamente collegati ad esso, eccetto quello che gli ha inviato la Query.

Un servent se riceve un descriptor che ha gia’ ricevuto in precedenza non inoltrera’ il descriptor

Un servent rispondera’con un QueryHit se ha trovato un riscontro(Match) nel suo database locale.

QueryHit descriptors possono essere spediti solo lungo lo stesso cammino dal quale proviene il Query descriptor in arrivo

99

Se il campo TTL e’ a zero,il descrittore non e’ inoltrato a nessuna connesione.

GNUTELLA FASE GNUTELLA FASE 2 – RICERCHE2 – RICERCHE

Il desiderio di mantenere l’anonimato dei partecipanti della rete rende la stessa rete vulnerabile e le risorse potrebbero:

Subire attacchi Dos e DDoS Essere corrotte Contenere Virus, Worm, Trojan Horse:esempio Mandragore – un worm Gnutella --

Agisce come un servent e risponde a tutte le Queries

-- Fa una copia di se stesso rinominata per essere scaricato

SICUREZZA NEL P2P 1SICUREZZA NEL P2P 1

SICUREZZA NEL P2P 2-SICUREZZA NEL P2P 2-AUTENTICAZIONE DEI AUTENTICAZIONE DEI

CONTENUTICONTENUTIOgni volta che un file e’ scaricato bisogna fidarsi che il contenuto del file sia quello che effettivamente ci si aspettava. Non c’e’ nessuna informazione addizionale nel file che avvisi l’utente del reale contenuto del file.

L’utilizzo attuale del protocollo Gnutella e del protocollo p2p in generale si basa essenzialmente sulla fiducia tra l’utente che cerca e l’utente che fornisce il file.

Un’alterazione puo’ essere innocua, oppure puo’ essere capace di introdurre codice virus, messaggi o altro.

Una possibile soluzione:Una possibile soluzione:Reputation System:X-RepReputation System:X-Rep

Revisione del processo di Peer : l’opinione degli altri peer e’ usata per stabilire una reputazione per peers e files.

Ovvero viene introdotto un meccanismo chiamato X-Rep :

possiamo stabilire se quello che andremo a prelevare da un

altro servent e’ quello che vogliamo effettivamente.

Fondamenti del Reputation Fondamenti del Reputation System:X-RepSystem:X-Rep

Ogni servent conserva delle informazioni sulla sua “esperienza” riguardo i files e gli altri servents e condivide questa esperienza con gli altri servents se essi ne fanno richiesta.

Ogni servent ha un proprio servent_id che e’ una sorta di public key ottenuta tramite una funzione di hash sicura.

La reputazione del Servent e’ associata al suo servent_id

Ogni file ha associato un resource_id che e’ calcolato applicando una funzione di hash sicura al contenuto del file.

Le reputazioni di un file sono accoppiate al suo resource_id.

Immagazzinamento della Immagazzinamento della reputazione e calcolo dei voti 1reputazione e calcolo dei voti 1

Ciascun servent mantiene un resource_repository che memorizza le sua opinioni riguardo i files e un servent_repository che riguarda i servents di cui ha esperienza.

Un servent votaservent vota files e servents con cui ha avuto esperienza.I voti sono le sue opinioni su files e servents.

I voti sono espressi sulla base delle informazioni disponibili nel suo resource_repository e servent_repository.

Immagazzinamento della Immagazzinamento della reputazione e calcolo dei voti 2reputazione e calcolo dei voti 2

resource_repository: insieme di coppie (resource_id,value) value= 0 o 1.

servent_repository: insieme di triple (servent_id, num_plus, num_minus) num_plus rappresenta il numero di interazioni positive, num_minus le interazioni negative.

Voto = 0 giudizio negativo o 1 giudizio positivo. Voto del servent =1, se num_plus>>num_minus. Voto del file = value.

Xrep:Polling Protocol Xrep:Polling Protocol Fase 1: Ricerca di una risorsa. P manda un Query message per cercare files, e i

servents fanno il matching della richiesta con un QueryHit.

Query (Min_Speed, Search_criteria)

QueryHit(num_hit,IP,port,speed,Result_set,trailer,servent_id)

Trailer: contiene i resource_ids dei files nel result set

Initiator p Servent s

Xrep:Polling Protocol Xrep:Polling Protocol Fase 2: Scrutinio dei Voti P seleziona un file che sembra soddisfare al meglio la sua richiesta. P indice una votazione tra i peers circa la reputazione di un file e

l’insieme di servents che lo offrono. P invia un messaggio di votazione (Poll) dove vengono

elencati gli identicativi di tutti questi servent, la chiave pubblica associata alla sessione di votazione.

I servents che vogliono rispondere votano nel resource_id e servent_ids e mandano indietro una PollReply,crittografata con la pk inviatagli da P

Initiator p Servent s

Poll (resource_id, {servent_id1… servent_idn}, PKpoll)

PollReply ({(IP,port,Votes)}PKpoll)

Xrep:Polling Protocol Xrep:Polling Protocol Fase 3: Valutazione dei Voti e controllo di realizzabilita’

1. p decripta i PollReply, eliminando quelli alterati.2. p seleziona un insieme di votanti,li contatta

direttamente, e aspetta il ritorno dei messaggi di conferma. Se non ci sono ancora risposte, allora p ripete il passo 2.

Initiator p Servent s

TrueVote ( Vote )

TrueVoteReply ( responses )

Fase 4: Controllo del Fase 4: Controllo del migliore serventmigliore servent

p non puo’ sempre scaricare file dal miglior servent S.

p contatta il migliore servent S per controllare il fatto che esporti il file che p vuole scaricare.

Initiator p Servent s

AreYou (servent_ids, resource_id)

AreYouReply({response}SKs, PKs)

Fase 5: Download della Fase 5: Download della risorsarisorsa

p seleziona un servent s, scarica il file r e lo controlla.

Aggiorna il resource_repository & servent_repository

Initiator p Servent s

download ( r )

resource ( r )

XRep: Security XRep: Security ConsiderationsConsiderations

XRep permette di proteggere il P2P dai seguenti attacchi:– Self replication– Man in the middle

Self replication:Self replication: Un servent potrebbe rispondere a tutte le Queries

e provvedere a modificarne il contenuto. Persino i peers onesti, ignari del contenuto

dannoso, potrebbero partecipare alla condivisione

e.g. Mandragore – a Gnutella worm Cattiva reputazione del file.

-- Worms modificano se stessi Non possono avere buone reputazioni. Controlla la reputazione del servent .

Man in the middle:Man in the middle: A fa il broadcasts di una Query. B risponde con un QueryHit. E cambia IP e la Porta del QueryHit con IP e Porta di E,

rimandandolo ad A. A puo’ scaricare da E. Il falso contenuto mandato da E non corrispondera’ al digest

del file legittimo, cosi’ sara’ scartato. (Fase 5)

A

BEQuery

Query

QueryHit

QueryHit Modificato

Download

BibliografiaBibliografia

•Un sistema di sicurezza per ambienti peer-to-peer. Autore: Fabrizio Corneli.

•A Reputation-Based Approach for Choosing Reliable Resources in Peer-to-Peer Networks. Autori:E. Damiani S. De Capitani di Vimercati S. Paraboschi P. Samarati F. Violante; url: http://seclab.dti.unimi.it/p2prep/