2021 Fiscal Year Annual Research Report
Structured Overlay Network with Self-Verification and Self-Healing Features
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20H04186
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
寺西 裕一 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所, 研究マネージャー (30403009)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安倍 広多 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (40291603)
秋山 豊和 京都産業大学, 情報理工学部, 教授 (80324862)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Peer-to-Peer / オーバレイネットワーク / ビザンチン障害耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き，ビザンチン障害耐性を備える新たなキー順序保存型構造化オーバレイネットワークの実現方式の検討を進めた．
令和３年度，特に，複数の攻撃ノードが結託するエクリプス攻撃(Colluded Eclipse Attack; CEA)に耐えるオーバレイネットワーク構造生成アルゴリズムの検討を進め，効果をシミュレーションにより確認した．提案オーバレイネットワークアルゴリズムについては，昨年度までの検討結果とあわせて取りまとめ，国際学会・論文誌等へ投稿する予定である．
提案アルゴリズムの初期実装をプログラミング言語Goを用いて行った．シミュレータとしての動作と実機上の動作を切り替え可能な設計とし， 同一コードがLinux,MacOS,iOS端末で動作することを確認した．MacOSで動作するラップトップ上で100ノードの動作確認も行った．上記CEAのシミュレーション評価は同実装を用いて実施した．
また，提案方式のキー順序保存型構造化オーバレイネットワークとしての特徴を活かし，キーの範囲を指定するマルチキャスト（キーベースマルチキャスト）方式の初期検討も進めた．同方式は分散 Pub/Sub システムやブロードキャストデータ配信などに応用可能である．指定されたキーの範囲に基づくメッセージ配送経路の冗長化とメッセージの検証により，ビザンチン障害耐性を実現するアルゴリズムとして提案した．
同アルゴリズムの効果をシミュレーションにより確認し，情報処理学会DPSワークショップ2021にて論文発表した．同論文は，同ワークショップにおいて斬新性・将来性・有用性の観点で特に優れていると認められた論文に与えられる奨励賞を受賞した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定通り，結託攻撃に対処可能なアルゴリズムを考案し，シミュレーション評価により既存方式に対する優位性を確認することができた．また，Go言語，GitHubを用いたプロトタイプ実装も進め，100ノードでの動作を確認できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
提案方式の洗練化をはかる．具体的には，マルチキャスト送信性能を向上させる冗長メッセージの削減方式，シビル攻撃・エクリプス攻撃を回避しつつ各ノードが任意のキーを利用可能とする方式について検討する．後者については，提案方式で動作するノードが，オーバレイネットワークに参加するキーと，ノードが利用するキーを分離する方法を検討する．
提案方式の洗練化と並行して，プロトタイプ実装も進める．新たに，参加ノードを承認し証明書を発行するAuthority機能の実装，ノードの故障等が生じた状態において定期的な更新により自律的にオーバレイネットワーク構造を回復する機能の実装等を行い，広域テストベッドを用いて参加離脱性能・配信性能・耐故障性能を評価する．実際のユースケースに近い環境での実証評価を行なうため，提案方式によるデータ配信アプリーションを開発する．そのために必要となるインタフェースの整理・実装もあわせて行なう．得られた成果は，国内外の会議・論文誌へ投稿・発表する．
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