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The Impact of DNSSEC on the Internet Landscape
No full textIn this dissertation we investigate the security deficiencies of the Domain Name System (DNS) and assess the impact of the DNSSEC security extensions. DNS spoofing attacks divert an application to the wrong server, but are also used routinely for blocking access to websites. We provide evidence for systematic DNS spoofing in China and Iran with measurement-based analyses, which allow us to examine the DNS spoofing filters from vantage points outside of the affected networks. Third-parties in other countries can be affected inadvertently by spoofing-based domain filtering, which could be averted with DNSSEC.
The security goals of DNSSEC are data integrity and authenticity. A point solution called NSEC3 adds a privacy assertion to DNSSEC, which is supposed to prevent disclosure of the domain namespace as a whole. We present GPU-based attacks on the NSEC3 privacy assertion, which allow efficient recovery of the namespace contents.
We demonstrate with active measurements that DNSSEC has found wide adoption after initial hesitation. At server-side, there are more than five million domains signed with DNSSEC. A portion of them is insecure due to insufficient cryptographic key lengths or broken due to maintenance failures. At client-side, we have observed a worldwide increase of DNSSEC validation over the last three years, though not necessarily on the last mile.
Deployment of DNSSEC validation on end hosts is impaired by intermediate caching components, which degrade the availability of DNSSEC. However, intermediate caches contribute to the performance and scalability of the Domain Name System, as we show with trace-driven simulations. We suggest that validating end hosts utilize intermediate caches by default but fall back to autonomous name resolution in case of DNSSEC failures.In dieser Dissertation werden die Sicherheitsdefizite des Domain Name Systems (DNS) untersucht und die Auswirkungen der DNSSEC-Sicherheitserweiterungen bewertet. DNS-Spoofing hat den Zweck eine Anwendung zum falschen Server umzuleiten, wird aber auch regelmäßig eingesetzt, um den Zugang zu Websites zu sperren. Durch messbasierte Analysen wird in dieser Arbeit die systematische Durchführung von DNS-Spoofing-Angriffen in China und im Iran belegt, wobei sich die Messpunkte außerhalb der von den Sperrfiltern betroffenen Netzwerke befinden. Es wird gezeigt, dass Dritte in anderen Ländern durch die Spoofing-basierten Sperrfilter unbeabsichtigt beeinträchtigt werden können, was mit DNSSEC verhindert werden kann.
Die Sicherheitsziele von DNSSEC sind Datenintegrität und Authentizität. Die NSEC3-Erweiterung sichert zudem die Privatheit des Domainnamensraums, damit die Inhalte eines DNSSEC-Servers nicht in Gänze ausgelesen werden können. In dieser Arbeit werden GPU-basierte Angriffsmethoden auf die von NSEC3 zugesicherte Privatheit vorgestellt, die eine effiziente Wiederherstellung des Domainnamensraums ermöglichen.
Ferner wird mit aktiven Messmethoden die Verbreitung von DNSSEC untersucht, die nach anfänglicher Zurückhaltung deutlich zugenommen hat. Auf der Serverseite gibt es mehr als fünf Millionen mit DNSSEC signierte Domainnamen. Ein Teil davon ist aufgrund von unzureichenden kryptographischen Schlüssellängen unsicher, ein weiterer Teil zudem aufgrund von Wartungsfehlern nicht mit DNSSEC erreichbar. Auf der Clientseite ist der Anteil der DNSSEC-Validierung in den letzten drei Jahren weltweit gestiegen. Allerdings ist hierbei offen, ob die Validierung nahe bei den Endgeräten stattfindet, um unvertraute Kommunikationspfade vollständig abzusichern.
Der Einsatz von DNSSEC-Validierung auf Endgeräten wird durch zwischengeschaltete DNS-Cache-Komponenten erschwert, da hierdurch die Verfügbarkeit von DNSSEC beeinträchtigt wird. Allerdings tragen zwischengeschaltete Caches zur Performance und Skalierbarkeit des Domain Name Systems bei, wie in dieser Arbeit mit messbasierten Simulationen gezeigt wird. Daher sollten Endgeräte standardmäßig die vorhandene DNS-Infrastruktur nutzen, bei Validierungsfehlern jedoch selbständig die DNSSEC-Zielserver anfragen, um im Cache gespeicherte, fehlerhafte DNS-Antworten zu umgehen
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Spawn & Merge - A programmingmodel for deterministic synchronization of distributed systems
Get PDFBestehende Ansätze zur deterministischen Ausführung führen alle Codebereiche einer Anwendung voll-deterministisch aus, was mit hohen Performancekosten und einem Verlust der Skalierbarkeit einhergeht. In dieser Arbeit wird ein Programmiermodell entwickelt, das eine skalierbare deterministische Ausführung einer verteilten Anwendung mit geringeren Performancekosten (gegenüber vollem Determinismus) ermöglicht.
Dazu wird das Konzept des Determinismus auf Applikationsebene eingeführt, das im Gegensatz zu vollem Determinismus die deterministische Ausführung auf diejenigen Codebereiche beschränkt, deren nebenläufige Ausführung einen Einfluss auf das deterministische Ergebnis hat. Das darauf aufbauende Spawn & Merge Programmiermodell ermöglicht die automatisierte Entscheidung, ob die Ausführungsreihenfolge zweier Codebereiche für ein deterministisches Ergebnis beibehalten werden muss. Die Evaluation eines Prototyps für Spawn & Merge in Verteilten Systemen zeigt, dass verteilte Spawn & Merge Anwendungen, die einen hohen parallelisierbaren Anteil haben, effizient skalieren können (bis zu 100% der maximal erreichbaren Beschleunigung), während eine deterministische Ausführung der Anwendungslogik garantiert wird.
Dem Performancegewinn stehen die Kosten für die Mechanismen gegenüber, die den Determinismus der Anwendung ermöglichen und sich aus den Kosten für die intern verwendete Operational Transformation (OT) und den eingeführten Wartebedingungen zusammensetzen. Der Großteil der potenziellen Wartebedingungen wird durch ein internes dynamisches Scheduling der parallel ausgeführten Anteile der Anwendung verhindert. Die verbleibenden Wartebedingungen wurden durch ein angepasstes OT-System, das eine effiziente deterministische Zusammenführung in beliebiger Reihenfolge ermöglicht, weiter reduziert. Die Höhe der OT-Kosten ergibt sich aus der Anwendung und kann einen Großteil der Ausführungszeit einnehmen (im Worst Case bis zu 97,5% in den durchgeführten Messungen), wenn viele Modifikationen an geteilten Datenstrukturen durchgeführt und häufig zu parallel ausgeführten Anteilen der Anwendung synchronisiert werden. Das liegt an der Berechnungskomplexität O(n^2) der verwendeten OT-Systeme. Die OT-Kosten sind allerdings für eine Anwendung konstant (für feste Eingabedaten). Somit sinkt der Anteil der OT-Kosten an der Gesamtlaufzeit bei steigender Parallelität. Die Eignung von Spawn & Merge für eine Anwendung ist somit abhängig vom parallelisierbaren Anteil, der Anzahl durchgeführter Modifikationen an geteilten Datenstrukturen und der Häufigkeit von Synchronisationen innerhalb der Anwendung.Existing approaches for deterministic execution run all code sections in a fully deterministic manner, resulting in high performance costs and a loss of scalability. In this thesis we develop a programming model for a scalable deterministic execution of distributed applications, which introduces less performance costs than fully deterministic systems.
We introduce the concept of Application-level Determinism, which, in contrast to full determinism, limits the deterministic execution to code sections that potentially influence the deterministic result of the application when executed concurrently. Based on this concept, the Spawn & Merge programming model automates the decision whether the execution of two code segments must be kept in order to maintain a deterministic result. The evaluation of a prototype of Spawn & Merge for distributed systems shows that applications with a high share of parallelizable code can scale efficiently (achieve up to 100% of maximum speedup possible) and guarantee the deterministic and reproducible execution of the application logic.
The performance gain competes with the costs for the determinism-enforcing mechanisms used by Spawn & Merge: Operational Transformation (OT) and waiting conditions introduced. The majority of potential waiting conditions is automatically dealt with by internal dynamic scheduling of the parallel parts of the application. The remaining waiting conditions are further reduced by introducing a modified OT system that allows for an efficient deterministic merge in any given order. The costs for OT depend on the application and can take up most of the execution time (up to a worst case of 97,5% in the performed measurements) when many modifications of shared data structures are performed and when there is a high amount of synchronization between the parts of the application that are executed in parallel. This is due to the computational complexity of O(n^2) for the OT systems used. However, these costs for OT are constant for an application for a given input. Thus, the share of OT on the overall application runtime reduces with rising parallelism. Therefore, the feasibility of Spawn & Merge for an application depends on the parallelizable share of the application, the amount of performed modifications of shared data structures, and the amount of internal synchronizations
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
NAT Traversal und verlässliche Datenverteilung in geschichteten Peer-to-Peer Systemen
No full textPeer-to-Peer basierte Systeme haben in den letzten Jahren insbesondere im Bereich des Dateiaustasuches zunehmend an Verbreitung gewonnen. Peer-to-Peer Systeme sind dezentrale Netzwerke, in denen jeder Teilnehmer bzw. jeder Peer gleichberechtigt ist. Jeder Peer kann Dienste in Anspruch nehmen und stellt gelichzeitig anderen Teilnehmern Dienste zur Verfügung. Im Rahmen des Peers@play Projektes wird untersucht, ob auch komplexere Anwendungen, wie beispielsweise virtuelle Welten, auf Basis von Peer-to-Peer Systemen entwickelt werden können. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze vorgestellt, die für die Entwicklung einer Peer-to-Peer-basierten virtuellen Welt verwendet werden können. Die vorliegende Arbeit betrachtet hierbei drei Aspekte aus unterschiedlichen Forschungsgebieten. Der erste Aspekt, der im Rahmen dieser Arbeit betrachtet wird, betrifft die Kommunikation zwischen Peers. Diese Kommunikation wird durch die Verbreitung von Network Address Translation (NAT) Routern erschwert. NAT Router reduzieren die Konnektivität der Rechner, die sich hinter den NAT Routern befinden. Die Herausforderung besteht darin, den Nachrichtenaustausch zwischen Peers, die sich hinter NAT Routern befinden, zu gewährleisten. Verfahren, die dies ermöglichen, werden als NAT Traversal Verfahren bezeichnet. In dieser Arbeit wird ein neues NAT Traversal Verfahren für das Transportprotokoll TCP vorgestellt. Da die Erfolgswahrscheinlichkeit eines NAT Traversal Verfahrens stark von den verwendeten NAT Routern abhängig ist, wird in dieser Arbeit zusätzlich ein Protokoll vorgestellt, das es ermöglicht das NAT Traversal Verfahren auszuwählen, das in einer bestimmten Situation die höchste Erfolgswahrscheinlichkeit bietet. Eine weitere Herausforderung betrifft die Umsetzung und konkrete Entwicklung einer Peer-to-Peer-basierten Anwendung. Hier existiert oft eine Vielzahl unterschiedlicher Ansätze für unterschiedliche Problemstellungen. Dabei ist es nicht immer im Vorfeld ersichtlich, welche Kombination von diesen Ansätzen die Beste in Bezug auf Performanz oder Stabilität ist. Um dies zu evaluieren, werden häufig Ansätze zuerst für existierende Simulationsumgebungen implementiert und anschließend für die eigentliche Anwendung. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird eine geschichtete Softwarearchitektur vorgestellt, die eine Peer-to-Peer-basierte Anwendung in Schichten und Komponenten unterteilt. Hierdurch können verschiedene Ansätze einfach ausgetauscht werden. Zusätzlich ermöglicht es die Architektur denselben Quelltext für die eigentliche Anwendung als auch für Simulationen zu verwenden. Der dritte Aspekt dieser Arbeit betrifft die Datenspeicherung. In einem Server-basierten System wird der Zustand einer virtuellen Welt auf einem zentralen Server gespeichert. In einem Peer-to-Peer System hingegen muss der Zustand der virtuellen Welt auf den Peers des Peer-to-Peer Netzwerks gespeichert werden. Hierbei müssen eine Reihe von Anforderungen bezüglich der Verlässlichkeit und Sicherheit der gespeicherten Daten erfüllt werden. Zusätzlich müssen Daten effizient abgefragt werden können. Daher werden im letzten Teil dieser Arbeit ein Peer-to-Peer Netzwerk sowie ein Replikationsverfahren vorgestellt, die die Grundlage für einen sicheren und verlässlichen Peer-to-Peer-basierten Datenspeicher bilden
Gears4Net - Ein Programmiermodell für asynchrone Kommunikation in P2P-Systemen
No full textDie vorliegende Arbeit betrachtet die Herausforderungen bei der Entwicklung massiv paralleler, verteilter Systeme. Am Beispiel des ortsbezogenen Peer-to-Peer-Systems Symstry werden geeignete Modelle zur Komplexitätsreduktion des Softwareentwicklungsprozesses abgeleitet sowie Verfahren zur Simulation derartiger Systeme etabliert.
Die Arbeit ist in drei Themenschwerpunkte gegliedert. Der erste Schwerpunkt betrachtet die aktuell bestehenden Softwareentwicklungsmethoden im Hinblick auf den zunehmenden Parallelisierungsgrad und die daraus entstehenden Implikationen auf den Softwareentwicklungsprozess. Abgeschlossen wird dieses Kapitel mit dem Entwurf und der Implementierung des Programmiermodells Gears4Net. Dieses erlaubt die Betrachtung von Parallelität als Designkriterium und forciert sowohl die synchronisationsfreie Anwendungsimplementierung als auch die Zustandsmaschinen-ähnliche Quellcodestrukturierung.
Im Fokus des zweiten Schwerpunktes steht die Konzeption und Implementierung des Peer-to-Peer-Systems Symstry. Symstry, das auf Basis des Gears4Net-Modells entwickelt und simuliert wurde, verfolgt den Ansatz symbolischer Adressierung zur Spezifikation von Endgeräten, Orten und Regionen. Der besondere Schwerpunkt dieses Themenkomplexes liegt bei der Konzeption effizienter Routing- beziehungsweise Geo-Cast- oder Range-Query-Verfahren.
Abgeschlossen wird die Arbeit mit dem dritten Schwerpunkt, der Simulationsumgebung Inspector. Diese ermöglicht die komponentenweise Simulation beziehungsweise Emulation der auf Basis des Gears4Net-Modells entwickelten Softwarekomponenten und bildet die Grundlage für die Evaluation des Peer-to-Peer-Systems Symstry
Content-Addressable Network for Distributed Simulations
No full textThe development of distributed systems, parallel computation technology, and Peer-to-Peer systems facilitates the realization of a distributed interactive world model. Thereby, we can implement a worldwide distributed simulation and virtual community, e.g., city traffic simulation and Massively Multiuser Virtual Environments (MMVE).
In this thesis, we present Content-Addressable Network for Simulations (CANS), which is based on CAN. Thus, it incorporates all the advantages of CAN, such as self-organization, scalability, and fault-tolerance. The peers in CANS carry out the simulation for the zone assigned to them, and the zones are allocated in such a way that there is as little communication between the peers as possible. We propose two approaches for reorganizing zone-assignments after peers churn. These approaches are based on the distributed tree structure and prefix code. In comparison to existing approaches, our proposed approaches are more efficient and reliable.
Since CANS is used to simulate “city traffic” and MMVE, it requires a low-dimensional key space, i.e., a two-dimensional or three-dimensional key space. Thus, we propose CAN tree routing and zone code routing, both of which adopt long links. CAN tree routing has a hierarchical design that is based on the CAN tree. Each peer equips two long links on average. Zone code routing is based on B*-tree. Each peer equips long links and shares the load evenly. Both of these routing solutions achieve routing hops on average.
Consequently, the existing CAN can be optimized to perform simulations efficiently and reliably
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