Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
564429		SEALA: Secure, efficient, availability, and locality-aware peer-to-peer cloud storage platform-as-a-service / Yazar:YAHYA HASSANZADEH NAZARABADI Danışman: Prof. Dr. ÖZNUR ÖZKASAP ; Assoc. Prof. Dr. ALPTEKİN KÜPÇÜ Yer Bilgisi: Koç Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control Dizin:Ağ güvenliği = Network security ; Bulut bilişim = Cloud computing ; Bölgesel bilgisayar ağları = Regional computer networks ; Dağıtık sistemler = Distributed systems	Onaylandı Doktora İngilizce 2019 294 s.
Görevdeş (P2P) bulut depolama sistemleri, kullanıcıların birbirlerinin verilerini depolamaktan sorumlu oldukları, merkezi olmayan veya birleşik yönetim alanı gerektirmeyen dağıtık sistemlerdir. Bu tez çalışmasında, P2P bulut depolama alanı Servis Olarak Platform (PaaS) işlevselliği sağlayan SEALA adında bir dağıtık yazılım mimarisi önerilmektedir. SEALA tarafından sunulan bileşenler, P2P bulut depolama sisteminin ölçeklenebilirlik, kullanılabilirlik, güvenlik, tepki süresi, hata toleransı ve enerji verimliliği açısından başarımını artırmayı amaçlamaktadır. Tezin ilk bölümünde, ölçeklenebilir, düşük gecikmeli, kullanılabilir ve hataya dayanıklı Skip Graph tabanlı P2P ağ bağlantısı sağlamayı amaçlayan SEALA yapısal ilkeleri önerilmektedir. Ayrıca, SEALA kimlik doğrulama mekanizması olarak ölçeklendirilebilir ve verimli DHT tabanlı bir blok zinciri önerilmektedir. Tezin ikinci bölümünde, önerilen SEALA yapısal ilkelerini taban alan çeşitli replikasyon protokolleri önerilmekte ve geliştirilmektedir. SEALA replikasyon yöntemleri, yer farkındalığı, kullanılabilirlik bilinci ve kopyaların kullanım bilincini sağlamayı amaçlamaktadır. Her bir SEALA modülü, mevcut son teknoloji merkezi çözümlerden daha iyi başarım gösteren yeni bir merkezi olmayan çözüm sunmaktadır. Bu tez çalışmasının diğer bir katkısı olarak, modelleme ve başarım analizi için çevrimdışı, ölçeklenebilir ve kullanıma açık bir Skip Graph simülatörü geliştirilmiştir. SEALA modülleri ve mevcut Skip Graph tabanlı P2P ağlarda merkezi olmayan çözümlerin modellemesi ve benzetimleri gerçekleştirilmiş, karşılaştırmalı ve kapsamlı başarım analizleri yapılmıştır. Mevcut en iyi çözümlerle karşılaştırıldığında, SEALA dinamik sistem özelliklerinde ağ bağlantılarını, erişilebilir replika sayısını ve replikaların mevcut bant genişliğini artıran bileşenler sunmaktadır. Ayrıca, SEALA ağdaki sorguların ortalama tepki süresini en aza indirirken veri toplama işleminin enerji verimliliğini korumaktadır. DHT tabanlı blokzincir modülüyle asimptotik iyileştirme sağlamakta ve bu modülü güvenlik ve doğrulanmış veri toplama için kullanmaktadır. SEALA bileşenlerinin P2P bulut depolama sistemlerindeki uygulamalarına ek olarak, diğer dağıtık sistem modellerindeki kullanım durumları için örnek yapılandırmaları önerilmektedir. Benzer şekilde, SEALA bileşenleri, Skip Graph dışındaki DHT-tabanlı servislerde mevcut çözümlerin alternatifleri olarak kullanılabilir. Ayrıca, ölçeklendirilebilir DHT tabanlı blokzinciri önerimiz, kripto para birimleri ve akıllı sözleşmeler gibi sistemlere uygulanabilir özelliktedir.
Peer-to-peer (P2P) cloud storage systems are decentralized systems with no centralized or federated administrative domain, where users are in charge of storing each others' data in exchange for having their data stored on some other peers of the system. In this thesis, a middleware architecture, namely SEALA, which provides P2P cloud storage Platform-as-a-Service (PaaS) functionality is proposed. The components offered by SEALA aim at improving the performance of the P2P cloud storage systems with respect to scalability, availability, security, response time, fault tolerance, and energy efficiency. In the first part of the thesis, we propose the structural primitives of SEALA, which aim at providing a scalable, low-latency, highly-available, and fault-tolerant Skip Graph-based P2P overlay. We also propose a scalable and efficient Distributed Hash Table (DHT)-based blockchain as the authentication mechanism of SEALA. In the second part of the thesis, we develop various replication functionalities based on the proposed structural primitives. The replication services of SEALA aim at providing locality-awareness, availability-awareness, and utility-awareness of replicas. Each module of SEALA presents a novel fully decentralized solution that outperforms the existing state-of-the-art decentralized solutions. For modeling and performance analysis, we develop an offline, scalable, and publicly available Skip Graph simulator as an independent contribution of this thesis. We implement and simulate our proposed modules as well as the related works, and compare their performances with the associated modules of SEALA. Compared to the best existing solutions, SEALA maximizes the overlay connectivity, the number of available replicas, and the available bandwidth of the replicas under churn. SEALA also minimizes the average response time of the queries while preserving the energy efficiency of the aggregation operation. SEALA provides asymptotic improvement with its DHT-based blockchain module, and employs it for security and authenticated aggregation. In addition to its applications on P2P cloud storage systems, we present configurations of the SEALA's components for the potential use cases in clusters and grids. Likewise, the individual components of SEALA are capable of being used as alternatives of the associated existing solutions in DHT-based services other than Skip Graphs. Finally, our scalable DHT-based blockchain proposal can be applied in other settings including the cryptocurrencies and smart contracts.