Rozproszone systemy teleinformatyczne: inteligencja, autonomia, racjonalność i bezpieczeństwo kooperacji

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Rozproszone systemy teleinformatyczne: inteligencja, autonomia, racjonalność i bezpieczeństwo kooperacji"

Kinga Zych
8 lat temu
Przeglądów:

1 Rozprozone yemy elenformayczne: nelgencja, auonoma, racjonalność bezpeczeńwo kooperacj Jerzy Konork Polechnka Gdańka, Wydzał ET dr nż. 984 P PAN Warzawa dr hab. nż. PG 2007 > 00 amodzelnych >25 wpółau. prac opublk. w wyd. mędzynarod kerownk 4 kraj mędzynarod. projeków naukowych, kerownk zadana w 3 projekach wpółred. 2 omów pec. wyd. Telecomm. J., ały czł. komeów progr. >20 mędzynar konf. n. ec kompuer. lczne wykłady zaprozone w 2 krajach zanereowana: yemy rozprozone, badana operacyjne, zaoowana eor ger w ecach bezprzewodowych J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

projeków naukowych, kerownk zadana w 3 projekach wpółred. 2 omów pec. wyd. Telecomm. J., ały czł. komeów progr. >20 mędzynar konf. n. ec kompuer.

2 Paradygmay projekowana analzy yemów (ele)nformaycznych auonoma urządzeń cenralzacja (opymalzacja) nekooperaywność (ndywdualna racjonalność, zgodność moywacyjna) P2P, prookoły weloagenowe, ot, rado kognywne, ec ad hoc, enorowe, komórkowe, meh, elf-x, DS ndywdualne defnowane użyecznośc (racjonalność) dążene do jej makymalzacj (nekooperaywność) rozprozene (ynchronzacja, bezpeczeńwo) nelgencja urządzeń Wyśledzć momen horyczny, w kórym lczydło doęgło Rozumu, je równe rudno jak ów, co małpę przemenł w człoweka. [S. Lem 98] J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

użyecznośc (racjonalność) dążene do jej makymalzacj (nekooperaywność) rozprozene (ynchronzacja, bezpeczeńwo) nelgencja urządzeń Wyśledzć momen

Roung: najańzy ranzy A:2 3 c A D - c A B D B:3 c A C D c A B D c A D - c A C D 20 8 4 D:2 C: Jednokowe kozy ranzyu F 2 =2 F 3 = F =4 u F F 2 F 3 F F 2 F 3 4 6 cenralzacja: np.

3 Roung: najańzy ranzy A:2 3 c A D - c A B D B:3 c A C D c A B D c A D - c A C D D:2 C: Jednokowe kozy ranzyu F 2 =2 F 3 = F =4 u F F 2 F 3 F F 2 F cenralzacja: np. "mnożene" macerzy mn plu rozprozene: np. zaada opymalnośc c A D = mn{c B + c A B D, c C + c A C D } nekooperaywność: ne da ę zrealzować! deklarowane kozy jednokowe c użyeczność u = ( c ) k: T k F k ( ) = c makymalzuje użyecznośc węzłów przepływ k dopłaca węzłow koz jednokowy = c(t k ()) c(t k (, )) [Fegenbaum e al. 2005] J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

zaada opymalnośc c A D = mn{c B + c A B D, c C + c A C D } nekooperaywność: ne da ę zrealzować!

4 Główne podejśca A Bezpeczeńwo kooperacj: uczcwy (kooperaywny) agen v. racjonalny nruz - Gapowcz: udzał w konumpcj zaobów bez udzału w kozach - Pra Drogowy: łamane zaad doępu do zaobów - Fałzywy Radowóz: uzurpacja przywlejów doępu do zaobów Modyfkacja raeg uczcwego agena ogranczająca użyeczność racjonalnego nruza bez naruzana włanej. Gra nekooperaywna: predykcja wynku nerakcj racjonalnych agenów & mechanzmy zgodnośc moywacyjnej ch użyecznośc celów globalnych. B Równowaga Domnacj We have alway known ha heedle elf-nere wa bad moral; we know now ha bad economc. [FDR 933] J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk A B Równowaga Przyłaczana

Modyfkacja raeg uczcwego agena ogranczająca użyeczność racjonalnego nruza bez naruzana włanej.

5 Syem repuacyjny v. Gapowcze ACK (B,C,D) rep B,C,D + := r(l) (moywacja H) raa l przekoków H: przekaz GAP: przekaz elekywny p(l) (mnmalzacja wydaku energ) Emoc GAP / Emoc H Erep H / Erep GAP Emoc GAP / Emoc H ER agenów --00 różna hghly lczba moble GAP aon - varou #Free Rder --varou różne raegy a..d parameer a.. d Erep H / Erep GAP RR 0, l = r( l) = a l, l >, l = b p( l) = cl, 0 < l d 0, l > d H je raegą przyłaczającą (zakazany regon ne zoaje naruzony nezależne od lczby GAP) r() = 0 p(l) = con. dla l >. [J.K. 20] J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

Emoc H Erep H / Erep GAP Emoc GAP / Emoc H ER 0.5 0-00 agenów --00 różna hghly lczba moble GAP aon - varou #Free Rder --varou różne raegy a.

6 Równowaga Naha A Bez dodakowych mechanzmów moywacyjnych ne neje nawe prookół zapewnający domnację H. [Zhong e al. 2007] Mnej (lecz dalej bardzo) przekonująca predykcja wynku gry: B Równowaga Naha (NE) je NE gdy W(x) = Z(x) ^ Z 2 (x) ^ arg max u ( z, Na ogół nezbędna je wpólna wedza agenów o racjonalnośc funkcjach użyecznośc (założene dość lne). z S ) J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

2007] Mnej (lecz dalej bardzo) przekonująca predykcja wynku gry: B 2 0 0 0 0 2 Równowaga Naha (NE) je NE

7 Operaor v. Gapowcze: pokua nadużyca zadane (doarczene pakeu) Należy zapewnć NE przy = H. W { +, } u + lub u H = GAP koz koz = c = 0 Model nezawodnośc nerakcj agenów Przy = H dla każdego agena opłacalne je: (R) przyjęce konraku φ u + φ V E H, H (ZM) wybór H w warunkach konraku u V E H, H W, H - = V, H v ( ) u c v c u - φ φ W punkce NE = H, przy równych kozach nezawodnośc end-o-end, dłużze ray ą zawze ańze dla Operaora! [Feldman e al. 2007] J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

przyjęce konraku φ u + φ V E H, H (ZM) wybór H w warunkach konraku u V E H, H W, H - = V, H v ( ) u c 0 - - v c u - φ φ W

8 NE nformacja agena Werje NE zależą od rodzaju nformacj doępnej w grze. Sraega agena je funkcją X S poadanej nformacj. Jeśl każdy agen poada nformację prywaną, a wpólna wedza doyczy jedyne jej charakeryyk probablycznych, o NE równowaga bayeowka (BE). je BE, gdy ( x) arg max z S E u x ( x, z, ( x )) x X W yemach elenformaycznych pojęce BE je przydane, gdy x opuje lokalne warunk ruchowe, konfgurację prookołu, jakość ranmj, fazy rywalzacj o zaoby, percepcję jakośc uług, an zalana, lokalzację p. J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

je BE, gdy ( x) arg max z S E u x ( x, z, ( x )) x X W yemach elenformaycznych pojęce BE je przydane, gdy x opuje lokalne warunk ruchowe,

9 Aukcja pama dla Praów Drogowych H: andardowy MAC PR: agreywny bddng: dummy frame, DFS eon: QoS frame frame bddng: frame, DFS eon: frame aon ' bd aon ' bd me aon 2' bd aon 2' bd aon 3' bd aon 3' bd E u x z N ( F ( σ ( z) ) + aon 3 ar recevng ACK, learn ha won raega agena je funkcją X S odwzorowującą długość ranferu ruchu na długość ekwencj lcyującej użyeczność u = ranfer - ekwencja lcyująca x prywana nformacja agena, dyrybuana F(x) wpólna wedza N ( x, z, σ ) = z ( x y + Λy) df ( σ 0 ( y)) Symeryczny BE: dla x X rodzna z dających makmum pokrywa ę z funkcją σ. J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

odwzorowującą długość ranferu ruchu na długość ekwencj lcyującej użyeczność u = ranfer - ekwencja lcyująca x prywana nformacja agena, dyrybuana F(x) wpólna

10 Aukcja pama: raega BE W punkce BE:. [J.K. 2009] 20 F ( x) = Λ = 0.5 x x ( x) = y exp N ( v) dv N Λ µ ( y) dy F µ F 0 y x e N = 3 N = 6 0 N = 2 x lambda= x Nenucyjna lcyacja w BE: 20 Λ = - możlwa powyżej warośc ranferu! 0 - orożnejza przy dużej lczbe rywalzujących acj! - bardzej agreywna przy wzrośce Λ, lecz bez wpływu na Eu! J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk % wykorzyana pama w SBE F ( x) = 0.5 x e N

5 0 0 2 4 6 8 x Nenucyjna lcyacja w BE: 20 Λ = - możlwa powyżej warośc ranferu!

11 mxne wybór ec Rozzerzene S na (S ) mky: je mxne, gdy arg max E u z ( S ) ( z, ) Przy welu aymerycznych NE ymeryczny mxne je bardzej przekonywującą koncepcją rozwązana gry. A B mxne = 2 / 3 *+ / 3 * aon WLAN daa PHY raec clen ermnal acje.. N WLAN M daa PHY raec M M aon N Gra "wybór ec" <{..N}, {H, PR}, u> poada wele NE z jednakową lczbą PR = K unkalny mxne, zależny od K. [J.K. 2009] H: andardowy MAC, równomerny wybór ec PR: agreywny MAC, preferencja dla zybkch ec J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk u u (H..H ) cena anarch! przepływność nekooperaywna? N

.N}, {H, PR}, u> poada wele NE z jednakową lczbą PR = K unkalny mxne, zależny od K. [J.K. 2009] H: andardowy MAC, równomerny wybór ec PR: agreywny MAC, preferencja dla zybkch ec J.

12 Możlwa je auonomczna korelacja raeg agenów! Zewnęrzny mechanzm louje r S S N, każdemu agenow rekomenduje r. Agen we włanym neree przyjmuje rekomendację. Π ( S... SN ) je CE, gdy r arg max E u ( z, NE równowaga korelowana (CE). Gra "wybór ec" <{..N}, {H, PR}, u> poada unkalny ymeryczny CE, zależny od K ławy do rozprozonej mplemenacj. [J.K. 2009] CE CE wybór ec z S u (H..H ) Π( r ) ) u mxne przepływność nekooperaywna (!) N J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

Gra "wybór ec" <{..N}, {H, PR}, u> poada unkalny ymeryczny CE, zależny od K ławy do rozprozonej mplemenacj. [J.K. 2009].4.2 0.

13 Uczene NE: czy można? Analza nropekywna wynkowa poać NE nekedy b. komplkowane. Czy proe prookoły / urządzena o porafą? Czy NE można ę "nauczyć" w grze weloeapowej, j.? EEE 802. DCF rob o bezwedne! + = ω (, u) ;...;(, u) ) DFS backoff DATA SFS ACK + = / max 2 P P ucc, coll, ( ( ) ) = + u gdze +ℵ ℵ zum u ( ) = α P ucc ( ) β P ( ), coll, Gra "DCF" <{..N}, [0.. max ], u> poada NE, do kórego ww. chema je zbeżny! arg max u( z, + Po odpowednm przekalowanu:, j. DCF je chemaem - najlepzej odpowedz! z [Lee e al. 2007] J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk )

..;(, u) ) DFS backoff DATA SFS ACK + = / max 2 P P ucc, coll, ( ( ) ) = + u gdze +ℵ ℵ zum u ( ) = α P ucc ( ) β P ( ), coll, Gra "DCF" <{.

14 Uczene NE: czy waro? baza adreów agena prefky rozmar [0, ) baza adreów agena 2 ufky rozmar [0, ) u = rozmar przerzen adreowej u, u 2 Jedyny NE = (0, 0) daje najgorzy możlwy wynk! Jak ę go uczyć chema najgorzej odpowedz?! NE J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

15 Fałzywe Radowozy w EDCA DSCP' AC' AC' Aplkacja EEE 802. DSCP pake P z polem klay ruchu WT z algorymem EDCA kolejk AC AC ramka DATA z polem AC H: deklaracja rzeczywej klay ruchu FR: deklaracja klay ruchu odwzorowanej na wyżzą kaegorę doępu Warygodna groźba wykryca FR: emja DSSAT przez neuayfakcjonowane acje H peneracja zawarośc zagłuzane ramek Użyeczność acj : u ( ) = a ( ) ex ( ) {,0,} DSSAT daa - wymagana acj - doępne pamo narażene na wykryce FR - gra "EDCA" <{..N}, {H, FR}, u> - pożądany NE: "równowaga ayfakcj", j. u(*) = - ne zawze dopuzczalny przez a( ) J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk

odwzorowanej na wyżzą kaegorę doępu Warygodna groźba wykryca FR: emja DSSAT przez neuayfakcjonowane acje H peneracja zawarośc zagłuzane ramek Użyeczność

16 + Weloeapowa gra EDCA: chema uczena 2-progowy wybór raeg w funkcj ruchomej średnej włanej użyecznośc: = U - Jeżel - a( ) dopuzcza *, - P2 < 0 < P, - arbracja H / FR je uczcwa, o ω gwaranuje oągalność * z dowolnego anu (, U) w kończonej lczbe eapów.???: ω je NE gry weloeapowej <{..N, Ω, U>, j. FR je neefekywny lub nezkodlwy. [J.K. & Szo 202] arbracja H / FR H P P2 U + + = U P, P2 (, U ) ) J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk = - acje generują Voce be-effor - wyoke wymagana acj b-e 2 powodują uporczywe aak FR f, u U uly #aacker # FR ( ) (, U) VO aon k + BE aon 3..5 = ω(, U) BE aon k

& Szo 202] arbracja H / FR H P P2 U + + = U P, P2 (, U ) ) J. Konork: KSTT 203 - refera plenarny, Gdańk 6.9.

17 Podumowane Predykcje punków pracy w paradygmace nekooperaywnośc częo mnej opymyczne, przeważne mnej nucyjne znaczne mocnejze (zgodność moywacyjna).! Dobre raege nropekcja, chemay uczena, ewolucja, akwzycja? Cena anarch, gnorancj, koegzyencj z agenam neracjonalnym? Dzękuję za uwagę, jekon@e.pg.gda.pl J. Konork: KSTT refera plenarny, Gdańk