A qualidade do serviço oferecido por Provedores do Serviço de Internet (Internet Service Provider - ISPs) depende diretamente da quantidade de recursos disponíveis naquele momento. Nas últimas décadas, essa qualidade tem sido afetada por frequentes e intensos ataques que consomem tais recursos, como é o caso dos ataques de Negação de Serviço Distribuídos (Distributed Denial of Service - DDoS). Com o objetivo de tornar a rede dos ISPs mais resiliente aos diferentes tipos de ataques DDoS, foram desenvolvidas técnicas contra tais ataques ao longo dos últimos anos. Com o objetivo de contribuir com a melhoria de tais mecanismos, esta dissertação apresenta um método autônomo reativo para detecção e mitigação de ataques DDoS, utilizando um sistema multiagentes (SMA), em redes de ISPs. A propriedade principal do método proposto é identificar padrões de tráfego característicos de um ataque, como um grande fluxo de pacotes direcionados para um serviço ou equipamento, dentro da rede do ISP. Com os agentes posicionados nas prováveis vítimas e nos pontos da rede com maior fluxo de pacotes, o processo de mitigação inicia-se automaticamente após uma quantidade de pacotes, excedente ao tráfego padrão, passar por qualquer um dos nós monitorados. Como o tráfego entrante na rede do ISP é dinâmico, seja ele legítimo ou malicioso, a utilização de agentes tende a facilitar o processo de definição da rota de ataque, conforme mostram os resultados experimentais obtido com o sistema proposto. / The quality of service offered by the Internet Service Provider (ISP) depends directly on the amount of resources available at that time. In recent decades, this quality has been affected by the frequent and intense attacks that consume these resources, such as the Distributed Denial of Service (DDoS) attacks. In order to make the ISPs network more resilient to different types of DDoS attacks, techniques have been developed against such attacks over the past few years. Aiming to contribute to the improvement of such mechanisms, this dissertation presents a reactive autonomous method for detecting and mitigating DDoS attacks using a Multi-Agent system (MAS), in networks of ISPs. The main property of the proposed method is to identify characteristic traffic patterns of an attack, such as a large stream of packets directed to a service or equipment within the ISP network. With agents positioned on likely victims and at points of the network with the highest packet stream, the mitigation process starts automatically after a number of packets exceeding the traffic pattern, go through any of the monitored nodes. Since the incoming traffic on the network of any ISP is dynamic, whether legitimate or malicious, the using of agents tends to facilitate the process of defining the route of attack, as shown by the experimental results obtained with the proposed system.

Sistemas multiagentes muitas vezes apresentam características que os aproximam de sociedades de agentes e, como as humanas, possuem normas e organizações com o objetivo de coordenar as interações entre os seus membros. Coalizão é um tipo de estrutura organizacional temporária, montada com objetivos específicos. A teoria dos jogos estuda formalmente o fenômeno coalizional, se detendo em demonstrações de propriedades e características dessa estrutura. A área de sistemas multiagentes, por outro lado, tem mostrado significativo interesse nas estruturas coalizionais como forma de organizar a cooperação entre os agentes, dedicando-se ao desenvolvimento de algoritmos para formação de coalizões. Esse trabalho apresenta um algoritmo de formação de coalizões para compartilhamento de recursos, denominado heurística ganha-ganha. Definimos um modelo que utiliza a abstração de recursos para representar tanto a posse de habilidades e objetos, quanto para representar os objetivos dos agentes. Um jogo de votação k-ponderado é utilizado para implementar o processo decisório de quais coalizões são válidas e o algoritmo testa iterativamente cada vizinhança de um agente na busca de associações vantajosas. Demonstramos que o algoritmo incrementa monotonicamente o bem-estar da sociedade e converge para uma estrutura coalizional. Também mostramos empiricamente que a heurística é eficiente para compartilhamento de recursos em situações de abundância de recursos, montando coalizões em poucas iterações e com uma quantidade grande de agentes. / Multiagent systems frequently show characteristics that come closer to agent societies and, like the humans ones, have norms and organizations in order to coordinate the interactions of its members. Coalition is a type of temporary organizational structure, assembled with specific goals. Game theory formally studies the coalitional phenomenon focusing in the demonstrations of properties and characteristics of this structure. The area of multiagent systems, on the other hand, has devoted significant interest in coalition structures as a way to organize cooperation between its members, and has been dedicated to the development of algorithms for coalition formation. This dissertation presents an algorithm to coalition formation named win-win heuristic. We define a model which uses the abstraction of resources to represent either, the possession of abilities and objects, or to represent the agents target. A k-weight voting game is used to implement the decision process of what coalitions are worth and an iteratively algorithm tests each agent neighborhood in the pursue of better associations. We demonstrate that the algorithm monotonically increases the society welfare and converges to a coalitional structure. We also show empirically that the heuristic is efficient for resource sharing in situations of availability of resources, building coalitions with few iterations and a large amount of agents.

Nesta tese, propõe-se integrar, de modo sistemático, modelos organizacionais para prover interoperabilidade organizacional em sistemas multiagentes abertos. A interoperabilidade organizacional consiste em permitir que, em uma mesma organização de agentes, coexistam agentes desenvolvidos a partir de modelos organizacionais distintos. Para realizar tal intuito, aplica-se uma abordagem baseada em técnicas da Engenharia Dirigida por Modelos. A abordagem proposta divide-se em três etapas principais: (1) representar a estrutura conceitual de modelos organizacionais através de metamodelos; (2) identificar correspondências entre as estruturas conceituais dos modelos organizacionais utilizando como heurística a idéia de dimensões e padrões de modelagem organizacional ; e (3) combinar os metamodelos dos modelos organizacionais seguindo um algoritmo de junção de modelos baseado em grafos e articulações de grafos. Utilizando a abordagem proposta, quatro modelos organizacionais existentes são integrados: os modelos AGR, STEAM, MOISE+ e ISLANDER. Para ilustrar o uso da integração de metamodelos no problema de interoperabilidade organizacional, especifica-se e implementa-se uma infraestrutura de interoperabilidade organizacional chamada MAORI (Model-driven Architecture for Organizational Interoperability). A infraestrutura MAORI é estruturada em duas camadas: (1) a camada M2M, na qual a integraçãoo de modelos realizada é utilizada para traduzir especificações e estados organizacionais, e (2) a camada ORI, na qual infraestruturas organizacionais são interconectadas. Para testar e validar toda a proposta, a infraestrutura MAORI foi implementada para as infraestruturas organizacionais S-MOISE+ e MADKIT, e uma aplicaçào denominada WritePaper foi desenvolvida. A partir das implementações, alguns experimentos foram realizados. Os resultados obtidos demonstram que a integração de modelos organizacionais proposta, realizada na infraestrutura de interoperabilidade MAORI, efetivamente interconecta infraestruturas organizacionais distintas e permite que, em uma mesma organização de agentes, coexistam agentes desenvolvidos a partir de modelos organizacionais distintos. / This thesis proposes to integrate systematically organizational models for providing organizational interoperability in open multiagent systems. Organizational interoperability consists in enabling the participation, in the same agent organization, of agents developed with different organizational models. For this purpose, it is applied an approach based on techniques from Model-driven Engineering. The approach is divided in three main steps: (1) to represent the conceptual structure of organizational models by means of metamodels; (2) to identify correspondences among the conceptual structures of the organizational models using as heuristics the idea of organizational modeling dimensions and patterns; (3) to combine the metamodels of the organizational models by following a merge algorithm based on graphs and graph articulations. Using the proposed approach, four existing organizational models are integrated: AGR, STEAM, MOISE+ and ISLANDER. To illustrate the use of the integration, an organizational interoperability infrastructure called MAORI (Model-driven Architecture for Organizational Interoperability) is specified and implemented. The MAORI infrastructure is structured in two layers: (1) the M2M layer, in which the integration of models is used to translate the organizational specifications and states, and (2) the ORI layer, in which the organizational infrastructures are interconnected. To test and validate the approach, MAORI infrastructure was implemented for the organizational infrastructures S-MOISE+ and MADKIT, and an application called Write Paper was developed. Using the implementations, some experiments were done. The results show that the organizational model integration, implemented in the MAORI infrastructure, effectively interconnects distinct organizational infrastructures and enables the participation, in the same agent organization, of agents developed with different organizational models.

Nesta dissertação, o autor aborda a dificuldade de prever-se o desempenho dos recursos humanos em um processo de desenvolvimento de software em um ambiente de Programação Extrema (XP) (BECK, 2000) e propõe uma solução com potencial para minimizar esse problema. Especificamente, o problema, a ser tratado neste trabalho, consiste em melhorar as previsões dos gerentes de projeto – no âmbito do ambiente mencionado - com relação ao desempenho dos recursos humanos na geração de valor para o negócio. Tal valor para o negócio é alcançado através da implementação, por parte dos programadores, das diversas funcionalidades de um sistema de software. Para a construção da solução proposta neste trabalho, o autor analisou um sistema XP de desenvolvimento de software (composto por ambiente, pessoas e processo), conforme o processo de modelagem proposto por Streit (2006) e apoiado na revisão da literatura relevante. Em seguida, o autor estruturou esse sistema em um modelo conceitual para, finalmente, desenvolver um modelo computacional do sistema analisado, baseado em múltiplos agentes inteligentes modelados conforme a arquitetura Beliefs-Desires-Intentions (BDI), ou Crenças-Desejos-Intenções. O modelo computacional da simulação multi-agente foi desenvolvido com o apoio da ferramenta SeSAm (KLÜGL, 2006). Testado através da experimentação estatística 2k Fatorial (LAW e KELTON, 2000), o modelo de simulação multi-agente de processos de desenvolvimento de software, para ambientes de Programação Extrema, demonstrou eficácia e aplicabilidade prática sobre o problema em questão. / In this research, the author adresses the difficulty to forecast the performance of the human resources in a software development process in an Extreme Programming (XP) (BECK, 2000) environment and proposes a solution that may be suitable to minimize this problem. Specifically, the main problem consists on how to improve the assumptions of the project managers - in the aforementioned environment - related with the human resources performance in generating value for the business. This value generation is reached through the implementation, by programmers, of the various functionalities of a software system. To build the solution proposed in this research, the author analysed a XP software development system (composed of environment, people and process) considering the modeling process proposed by Streit (2006) and also the relevant related works. This system was later structured in a conceptual model and, in sequence, in a computational model based on the Beliefs-Desires-Intentions (BDI) architecture of intelligent agents. The computational model of the multi-agent simulation was build with the support of the SeSAm (KLÜGL, 2006) tool. The tests of the multi-agent simulation of XP software develoment process model used the 2k Factorial statistical experimentation (LAW e KELTON, 2000) and their results demonstrated the effectiveness and practical applicability of the model for the research problem.

Esta tese apresenta a formalização, construção e validação experimental de um mecanismo de interação entre agentes baseado em valores de troca. Através do mecanismo de interação, os agentes são capazes de estabelecer, avaliar e regular os balanços de troca de suas interações, com o objetivo de alcançar resultados que eles valorizem, i.e., considerem adequados. Na formalização do mecanismo de interação são considerados diversos aspectos abordados nas Ciências Sociais, na Psicologia e em Teorias Utilitaristas. No mecanismo são observados, igualmente, os aspectos sociais e psicológicos que podem influenciar os resultados das interações entre os agentes. Desse modo, o mecanismo leva em consideração que os agentes podem construir suas estratégias levando em consideração as informações relacionadas com o “poder social” e as “atitudes” de interação. No mecanismo de interação recorre-se aos diálogos de argumentação com a finalidade de permitir que os agentes possam influenciar os seus parceiros em relação ao estabelecimento de acordos sobre os serviços e aos valores de troca envolvidos nas interações. Na validação experimental, o cenário utilizado foi o dos “Robôs Coletores de Lixo em Marte”. Através dos resultados obtidos, pode-se observar que o mecanismo de interação considera os valores de troca no processo de formação da cooperação, auxiliando os agentes na escolha de futuros parceiros. / This thesis presents the formalization, construction and validation of an interaction mechanism based on exchange values. Through the interaction mechanism, the agents are capable to establish, to evaluate and to regulate the balances of exchange of their interactions, with the objective of reaching the results that they consider adequate. In the formalization of the mechanism several aspects of Social Sciences, Psychology and Utilitarian Theories are considered. In the mechanism are observed the social and psychological aspects that can influence the results of the interactions between the agents. In this manner, the mechanism considers that the agents can build their strategies considering the information related to the social power and to interaction attitudes. In the mechanism the argument dialogs are used with the purpose to allow the agents to influence their partners in relation to the establishment of agreements about the services and about the exchange values involved in the interactions. In the validation, the scenario used was the “Garbage Collector Robots in Mars”. Through the obtained results, it was possible to observe that the interaction mechanism considers the values of exchange in the process of formation of the cooperation, helping the agents to choose their future partners.

Os conceitos de reputação e confiança, tão difundidos em outras áreas de pesquisa, mostraram-se úteis também em sistemas multiagentes (SMA), particularmente no processo de formação de parcerias, em que agentes selecionam parceiros com os quais irão cooperar. Apesar dos inúmeros trabalhos desenvolvidos na área de SMA que propõem modelos para o cálculo de reputação e confiança, um aspecto essencial do uso de tais modelos ainda não foi suficientemente estudado: como estes conceitos podem efetivamente ajudar agentes autônomos a agir em um sistema aberto. Do ponto de vista do agente, existem algumas questões importantes relacionadas a este cenário: (1) como escolher um parceiro, levando em conta a reputação do candidato e o custo associado à parceria? (2) o quão vantajoso é manipular informação? (3) como agir em uma sociedade norteada pelo conceito de reputação a fim de atingir melhores resultados? Este trabalho tem por objetivo promover uma análise de tais questões por meio da discussão de resultados obtidos com uma ferramenta de simulação denominada RePart, criada especificamente para este fim. As simulações apresentam como cenário um modelo simplificado de um mercado constituído por consumidores e empresas. / The concepts of reputation and trust, largely researched in other fields, have proved to be also very useful in multi-agent systems (MAS), specially in the process of partnership formation, in which agents select partners to cooperate with. Despite all research that has been carried out in the past few years concerning different reputation and trust models for autonomous agents, an essential aspect related to the use of these models was not sufficiently stressed: how these concepts may effectively help an autonomous agent in order to better evolve in an open MAS scenario. From an agent perspective, there are some important questions regarding this issue: (1) how to choose a partner, taking into account its reputation and the costs associated with the partnership? (2) is it worth to manipulate information? (3) how to act in a society guided by the concept of reputation in order to achieve better results? This work promotes the analysis of these questions through the discussion of the results obtained from a reputation-based partnership formation simulator called RePart, which was specifically designed for this goal. The simulations present a simplified consumer/enterprise market scenario as a target domain.

A qualidade do serviço oferecido por Provedores do Serviço de Internet (Internet Service Provider - ISPs) depende diretamente da quantidade de recursos disponíveis naquele momento. Nas últimas décadas, essa qualidade tem sido afetada por frequentes e intensos ataques que consomem tais recursos, como é o caso dos ataques de Negação de Serviço Distribuídos (Distributed Denial of Service - DDoS). Com o objetivo de tornar a rede dos ISPs mais resiliente aos diferentes tipos de ataques DDoS, foram desenvolvidas técnicas contra tais ataques ao longo dos últimos anos. Com o objetivo de contribuir com a melhoria de tais mecanismos, esta dissertação apresenta um método autônomo reativo para detecção e mitigação de ataques DDoS, utilizando um sistema multiagentes (SMA), em redes de ISPs. A propriedade principal do método proposto é identificar padrões de tráfego característicos de um ataque, como um grande fluxo de pacotes direcionados para um serviço ou equipamento, dentro da rede do ISP. Com os agentes posicionados nas prováveis vítimas e nos pontos da rede com maior fluxo de pacotes, o processo de mitigação inicia-se automaticamente após uma quantidade de pacotes, excedente ao tráfego padrão, passar por qualquer um dos nós monitorados. Como o tráfego entrante na rede do ISP é dinâmico, seja ele legítimo ou malicioso, a utilização de agentes tende a facilitar o processo de definição da rota de ataque, conforme mostram os resultados experimentais obtido com o sistema proposto. / The quality of service offered by the Internet Service Provider (ISP) depends directly on the amount of resources available at that time. In recent decades, this quality has been affected by the frequent and intense attacks that consume these resources, such as the Distributed Denial of Service (DDoS) attacks. In order to make the ISPs network more resilient to different types of DDoS attacks, techniques have been developed against such attacks over the past few years. Aiming to contribute to the improvement of such mechanisms, this dissertation presents a reactive autonomous method for detecting and mitigating DDoS attacks using a Multi-Agent system (MAS), in networks of ISPs. The main property of the proposed method is to identify characteristic traffic patterns of an attack, such as a large stream of packets directed to a service or equipment within the ISP network. With agents positioned on likely victims and at points of the network with the highest packet stream, the mitigation process starts automatically after a number of packets exceeding the traffic pattern, go through any of the monitored nodes. Since the incoming traffic on the network of any ISP is dynamic, whether legitimate or malicious, the using of agents tends to facilitate the process of defining the route of attack, as shown by the experimental results obtained with the proposed system.

En esta tesis se presentan formalismos para modelar la dinámica de conocimiento en bases de creencias de agentes que son parte de un sistema multi-agente. En el contexto de sistemas multi-agente, un agente puede a menudo recibir información a través de informantes. Estos informantes son agentes independientes que tienen sus propios intereses y, por lo tanto, podrían no ser completamente fiables. Es natural para un agente creerle más a un informante que a otro. Es por esto que en nuestro trabajo se propondrá la organización de los informantes en un orden parcial que compara la credibilidad de los mismos. De esta manera, esta tesis se enfoca en revisión de creencias con múltiples fuentes (MSBR: Multi-Source Belief Revision), proponiendo un modelo completo de cambio basado en informantes. La dinámica del conocimiento es modelada por la teoría de cambio de creencias, la cual busca mostrar cómo quedan constituidas las creencias de un agente después de recibir cierta información externa. Existen diferentes modelos de cambio en la teoría de cambio de creencias. Uno de sus principales referentes, el modelo AGM [AGM85], distingue claramente tres operaciones de cambio: expansiones, contracciones y revisiones. La operación de expansión es la más simple de caracterizar desde el punto de vista lógico, pues consiste solamente en la adición de nuevas creencias. Sin embargo, las contracciones y revisiones no tienen esta propiedad. Las contracciones involucran la eliminación de creencias, mientras que las revisiones involucran tanto la adición como la eliminación de creencias. El orden parcial de credibilidad entre agentes no necesita permanecer estático, ya que el agente puede decidir actualizar su relación de orden parcial para reflejar una nueva percepción de la credibilidad de un informante. Es por esto que otro de los objetivos de esta tesis es el estudio y desarrollo de técnicas y formalismos para la actualización del grado de credibilidad que se le asigna a un agente por interactuar en el marco de un sistema multi-agente. Aquí también estudiamos operadores de cambio, no sobre creencias (como mencionamos antes), sino sobre orden parcial de credibilidad. Con estos operadores se puede modelar la dinámica de sistemas de confianza y reputación. Por lo tanto, la investigación también se enfocará en la caracterización y desarrollo de operadores de cambio que permitan modelar la dinámica de la confianza y reputación de agentes en un sistema. De esta manera, los agentes podrán actualizar la relación de orden con la cual se representa la reputación de sus pares. Así, estos operadores podrán ser usados para alterar dinámicamente la estructura de la credibilidad de los informantes a fin de reflejar una nueva percepción de la credibilidad de un informante o la llegada de un nuevo agente al sistema. En resumen, se pretende combinar formalismos de revisión de creencias y actualización de conocimiento con técnicas de mantenimiento de confianza y reputación de agentes en un ambiente distribuido para representar la dinámica de órdenes parciales de credibilidad. / Tesis doctoral del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación (Universidad Nacional del Sur). Grado alcanzado: Doctor en Ciencias de la Computación. Director de tesis: Alejandro J. García y Marcelo A. Falappa. La tesis, presentada en el año 2010, obtuvo el Premio "Dr. Raúl Gallard" en el 2012.

Sumario: 1- Introducción 2- Marco teórico 3- Caracterización del framework 4- Agente 5- Ambiente 6- Relaciones 7- Infraestructura para la simulación 8- Conclusiones 9- Bibliografía.

Dentro da Educação a Distância (EaD), os softwares de apoio como os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA) são considerados recursos que favorecem a comunicação entre os atores envolvidos, permitindo a troca de informação. Atribuir Inteligência Artificial a esses AVAs, utilizando Sistemas Multiagentes (SMA) e uma forma de procurar que os mesmos tenham um bom desempenho e que seus recursos facilitem o processo de aprendizagem. Esse trabalho cont em um estudo sobre os principais AVAs existentes e sobre os métodos alternativos de integração de AVA com SMA. Ao analisar o estado da arte dos AVAs pode-se observar que todos trabalham como ferramentas de auxílio ao aluno, por em nenhum deles trabalha aspectos da gestão da EaD dando suporte aos aspectos relevantes da legislação dessa modalidade. Por esse motivo, essa Tese tem por objetivo a criação de um modelo de integração AVA-SMA que possa tornar o AVA MOODLE capaz de auxiliar os gestores da EaD em suas diferentes tarefas, com base na incorporação, ao mesmo, de um modelo de representação de legislação. Para realizar essa integração do modelo AVA-SMA orientado a Legislação foi desenvolvido um espec co modelo organizacional de Sistema Multiagente. Por m com base em um estudo de caso, ser a realizado simulações para veri car as funcionalidades do Modelo de Sistema AVA-SMA orientado a Legislação, proposto nesta Tese. / In Distance Learning (EaD), supporting software such as Virtual Learning Environments (VLE) are considered resources that favor communication between the actors involved, allowing the exchange of information. Assigning Arti cial Intelligence to these VLEs, using Multi-Agent Systems (MAS) is a way of ensuring they have a good performance and that its resources facilitate the learning process. This work contains a study on the major existing VLEs and on alternative methods to integrate VLE with MAS. When analyzing the state of the art of the VLEs it is possible to see that all of them work as aid tools for students, but none of them work on management aspects of distance learning that support the relevant aspects of the legislation for this type of education. Therefore, this thesis aims to create a VLE-MAS integration model that can make the VLE MOODLE able to help distance learning managers in their di erent tasks, based on incorporating a legislation representation model to it. To accomplish this integration of the legislation-oriented VLE-MAS model, a speci c Multi-Agent System organizational model was developed. At last, based on a case study, simulations will be conducted to verify the functionalities of the VLE-MAS System Model oriented to legislation, proposed in this thesis.