Ingeniera Civil en Computación / La presente memoria detalla el proceso de implementación de un algoritmo distribuido de generación de claves RSA umbral. RSA es un sistema criptográfico de clave privada. Esto significa que se requieren dos claves distintas para realizar las operaciones criptográficas: una privada y una pública. En un sistema RSA la clave privada consiste en un valor privado (llamado exponente de firma o desencriptación) mientras que la clave pública consiste en dos valores (el exponente de verificación o encriptación, más un valor denominado módulo ). En un sistema RSA tanto el exponente privado como la factorización del módulo deben mantener secretos para garantizar la seguridad. En RSA umbral, la operación privada está distribuida entre n nodos. De los n nodos mencionados, se requieren t para poder realizar una operación criptográfica privada de manera exitosa. Dado que la operación privada está distribuida, la clave privada también debe estarlo. Además, tanto la claves privadas como la factorización del módulo RSA deben seguir siendo secretos. Dado lo anterior, al momento de generar las claves ningún nodo debe tomar conocimiento ni de las claves privadas ajenas, ni de la factorización del módulo RSA. El trabajo de esta memoria consistió en implementar el algoritmo de generación distribuida de claves RSA umbral propuesto por D. Boneh y M. Franklin. Dicho algoritmo logra generar un módulo RSA y un conjunto de claves privadas umbral sin que ningún nodo obtenga información sobre la factorización del módulo ni sobre las claves ajenas. A diferencia de trabajos previos, el algoritmo logra lo anterior sin requerir de un actor confiable que genere y distribuya las claves. Cabe destacar que el tiempo de ejecución del algoritmo es aleatorizado, por lo que no se puede predecir cuánto tomará en ejecutarse. A pesar de lo anterior, hay un tiempo de ejecución esperado. Se realizaron pruebas que comprobaron que la implementación estaba correcta y se comportaba de acuerdo a lo especificado en el algoritmo original. Además, se pudo comprobar que el promedio de los tiempos de ejecución medidos fueron menores al tiempo de ejecución esperado. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Nic Chile Research Labs

This thesis defines a generic framework that allows building high level services, of both data search and content distribution, for structured peer-to-peer networks (SPN). We consider a twofold genericity: (i) Extensible framework for services and applications, with a dynamic deploy over other P2P systems; and (ii) generic and portable framework over most of the SPNs. / Esta tesis construye un marco de trabajo genérico que permite construir servicios de alto nivel, tanto de gestión de datos como de distribución de contenidos, para redes peer-to-peer estructradas (RPE). Consideramos que la genericidad proporcionada es doble: (i) Marco de trabajo extensible para servicios y aplicaciones, con un despliegue dinámico sobre diferentes sistemas peer-to-peer; (ii) Marco de trabajo genérico y portable de la mayoría de RPEs.

Los sistemas distribuidos gozan hoy de fundamental importancia entre los sistemas de información, debido a sus potenciales capacidades de tolerancia a fallos y escalabilidad, que permiten su adecuación a las aplicaciones actuales, crecientemente exigentes. Por otra parte, el desarrollo de aplicaciones distribuidas presenta también dificultades específicas, precisamente para poder ofrecer la escalabilidad, tolerancia a fallos y alta disponibilidad que constituyen sus ventajas. Por eso es de gran utilidad contar con componentes distribuidas específicamente diseñadas para proporcionar, a más bajo nivel, un conjunto de servicios bien definidos, sobre los cuales las aplicaciones de más alto nivel puedan construir su propia semántica más fácilmente. Es el caso de los servicios orientados a grupos, de uso muy extendido por las aplicaciones distribuidas, a las que permiten abstraerse de los detalles de las comunicaciones. Tales servicios proporcionan primitivas básicas para la comunicación entre dos miembros del grupo o, sobre todo, las transmisiones de mensajes a todo el grupo, con garantías concretas. Un caso particular de servicio orientado a grupos lo constituyen los servicios de pertenencia a grupos, en los cuales se centra esta tesis. Los servicios de pertenencia a grupos proporcionan a sus usuarios una imagen del conjunto de procesos o máquinas del sistema que permanecen simultáneamente conectados y correctos. Es más, los diversos participantes reciben esta información con garantías concretas de consistencia. Así pues, los servicios de pertenencia constituyen una componente fundamental para el desarrollo de sistemas de comunicación a grupos y otras aplicaciones distribuidas. El problema de pertenencia a grupos ha sido ampliamente tratado en la literatura tanto desde un punto de vista teórico como práctico, y existen múltiples realizaciones de servicios de pertenencia utilizables. A pesar de ello, la definición del problema no es única. Por el contrario, dependien / Bañuls Polo, MDC. (2006). Protocolos de pertenencia a grupos para entornos dinámicos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1886

Durant les dernières années, la taille des systèmes ainsi que leur complexité ont pas mal évolué, entrainant le besoin d'approches distribuées pour la commande et l'aide à la décision. Cette thèse porte sur la résolution d'un problème incluant une commande distribuée et une aide à la décision, l'allocation dynamique de ressource dans un réseau.Pour résoudre ce problème, nous avons étudié un algorithme basé sur un consensus qui ne nécessite pas de calcul centralisé, et qui soit capable de traiter des applications modélisées par des systèmes dynamiques ou par des fonctions sans mémoires. La principale contribution de ce travail de thèse est d'avoir prouvé, en utilisant des outils issus de la théorie des graphes etl'analyse de la passivité, que le contrôleur atteint la solution optimale de façon asymptotique, sans obligation d'avoir une information complète.Afin d'illustrer la pertinence de notre résultat principal, plusieurs applications en ingénierie ont été étudiées, incluant la commande distribuée pour l'économie d'énergie dans des bâtiments intelligents, la gestion des clients dans un environnement de "smart grids", et le développement d'une méthode exacte d'optimisation distribuée pour un problème d'allocation de ressources soumis à des contraintes sur les bornes inférieures.Enfin, nous étudions les techniques d'allocation de ressources basées sur les modèlesde dynamique de populations. Pour les rendre distribuées, nous introduisons le concept dedynamique de populations "pas bien mélangées". Nous montrons que ces dynamiques peuventêtre utilisées pour des structures d'informations contraintes. Même si les dynamiquesde populations "pas bien mélangées" utilisent des informations partielles, ellesconservent des propriétés similaires aux dynamiques classiques qui utilisent desinformations complètes. Plus spécifiquement, la conservation de masse et la convergencevers l'équilibre de Nash sont prouvées. / Since the complexity and scale of systems have been growing in the last years, distributed approaches for control and decision making are becoming more prevalent. This dissertation focuses on an important problem involving distributed control and decision making, the dynamic resource allocation in a network. To address this problem, we explore a consensus--based algorithm that does not require any centralized computation, and that is capable to deal with applications modeled either by dynamical systems or by memoryless functions. The main contribution of our research is to prove, by means of graph theoretical tools and passivity analysis, that the proposed controller asymptotically reaches an optimal solution without the need of full information. In order to illustrate the relevance of our main result, we address several engineering applications including: distributed control for energy saving in smart buildings, management of the customers of an aggregating entity in a smart grid environment, and development of an exact distributed optimization method that deals with resource allocation problems subject to lower--bound constraints. Finally, we explore resource allocation techniques based on classic population dynamics models. In order to make them distributed, we introduce the concept of non--well--mixed population dynamics. We show that these dynamics are capable to deal with constrained information structures that are characterized by non--complete graphs. Although the proposed non--well--mixed population dynamics use partial information, they preserve similar properties of their classic counterpart, which uses full information. Specifically, we prove mass conservation and convergence to Nash equilibrium. / Dado que la complejidad y la escala de los sistemas sehan ido incrementando en los últimos años, las técnicas centralizadas de control y toma de decisiones están siendo reemplazadas por métodos distribuidos. Esta tesis se centra en un importante problema que involucra control y toma de decisiones distribuidas: la asignación dinámica de recursos en redes. Para abordar este problema, exploramos un algoritmo basado en consenso que no requiere computación centralizada, y que puede ser usado en aplicaciones modeladas ya sea por sistemas dinámicos o funciones sin memoria. La principal contribución de esta tesis es probar, por medio de teoría de grafos y pasividad, que el algoritmo propuesto alcanza asintóticamente una solución óptima sin la necesidad de usar información completa. Para ilustrar la relevancia del resultado principal de esta disertación, abordamos varias aplicaciones en ingeniería,incluyendo: el control distribuido en edificios inteligentes orientado a la eficiencia energética, la gestión de los clientes de un agregador en una red inteligente en la que se aplican estrategias de respuesta de la demanda, y el desarrollo de un método de optimización exacto que permite incluir restricciones de límite inferior. Finalmente, se exploran otras técnicas de asignación derecursos inspiradas en modelos de dinámicas poblacionales. Se introduce el concepto de poblaciones no—bien—mezcladas, y se muestra que las dinámicas asociadas a este tipo de poblaciones cuentan con una estructura de información local, caracterizada por grafos que no son completos. A pesar de que las dinámicas propuestas usan información parcial, ellas preservan características similares a las dinámicas poblacionales clásicas que usan información completa.