Experimental analysis of the socio-economic phenomena in the BitTorrent ecosystem

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dc.contributor.advisor Azcorra Saloña, Arturo
dc.contributor.advisor Cuevas Rumín, Rubén
dc.contributor.author Kryczka, Michal
dc.date.accessioned 2013-07-22T10:02:12Z
dc.date.available 2013-07-22T10:02:12Z
dc.date.issued 2012-12
dc.date.submitted 2013-02-07
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/17356
dc.description.abstract BitTorrent is the most successful Peer-to-Peer (P2P) application and is responsible for a major portion of Internet traffic. It has been largely studied using simulations, models and real measurements. Although simulations and modelling are easier to perform, they typically simplify analysed problems and in case of BitTorrent they are likely to miss some of the effects which occur in real swarms. Thus, in this thesis we rely on real measurements. In the first part of the thesis we present the summary of measurement techniques used so far and we use it as a base to design our tools that allow us to perform different types of analysis at different resolution level. Using these tools we collect several large-scale datasets to study different aspects of BitTorrent with a special focus on socio-economic aspects. Using our datasets, we first investigate the topology of real BitTorrent swarms and how the traffic is actually exchanged among peers. Our analysis shows that the resilience of BitTorrent swarms is lower than corresponding random graphs. We also observe that ISP policies, locality-aware clients and network events (e.g., network congestion) lead to locality-biased composition of neighbourhood in the swarms. This means that the peer contains more neighbours from local provider than expected from purely random neighbours selection process. Those results are of interest to the companies which use BitTorrent for daily operations as well as for ISPs which carry BitTorrent traffic. In the next part of the thesis we look at the BitTorrent from the perspective of the content and content publishers in a major BitTorrent portals. We focus on the factors that seem to drive the popularity of the BitTorrent and, as a result, could affect its associated traffic in the Internet. We show that a small fraction of publishers (around 100 users) is responsible for more than two-thirds of the published content. Those publishers can be divided into two groups: (i) profit driven and (ii)fake publishers. The former group leverages the published copyrighted content (typically very popular) on BitTorrent portals to attract content consumers to their web sites for financial gain. Removing this group may have a significant impact on the popularity of BitTorrent portals and, as a result, may affect a big portion of the Internet traffic associated to BitTorrent. The latter group is responsible for fake content, which is mostly linked to malicious activity and creates a serious threat for the Bit- Torrent ecosystem and for the Internet in general. To mitigate this threat, in the last part of the thesis we present a new tool named TorrentGuard for the early detection of fake content that could help to significantly reduce the number of computer infections and scams suffered by BitTorrent users. This tool is available through web portal and as a plugin to Vuze, a popular BitTorrent client. Finally, we present MYPROBE, the web portal that allows to query our database and to gather different pieces of information regarding BitTorrent content publishers. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
dc.description.abstract BitTorrent es la aplicación peer-to-peer para compartición de ficheros de mayor éxito y responsable de una fracción importante del tráfico de Internet. Trabajos previos han estudiado BitTorrent usando técnicas de simulación, modelos analíticos y medidas reales. Aunque las técnicas analíticas y de simulación son más sencillas de aplicar, típicamente presentan versiones simplificadas de los problemas analizados y en el caso concreto de BitTorrent pueden obviar aspectos o interacciones fundamentales que ocurren en los enjambres de BitTorrent. Por lo tanto, en esta tesis utilizaremos como pilar de nuestra investigación técnicas de medidas reales. En primer lugar presentaremos un resumen de las técnicas de medidas usadas hasta el momento en el ámbito de BitTorrent que suponen la base teórica para el diseño de nuestras propias herramientas de medida que nos permitirán analizar enjambres reales de BitTorrent. Usando los datos obtenidos con estas herramientas estudiaremos aspectos diferentes de BitTorrent con un enfoque especial de los aspectos socioeconómicos. En la primera parte de la tesis, realizaremos un estudio detallado de la topología de los enjambres reales de BitTorrent así como de detalles acerca de las interacciones entre peers. Nuestro análisis demuestra que la resistencia de la topología de los enjambres reales de BitTorrent es menor que la ofrecida por grafos aleatorios equivalentes. Además, los resultados revelan que las políticas de los Provedores de Internet junto con la incipiente utilización de clientes de BitTorrent modificados y otros efectos en la red (p.ej. congestión) hacen que los enjambres reales de BitTorrent presentan una composicin de localidad. Es decir, un nodo tiene un número de vecinos dentro de su mismo Proveedor de Internet mayor del que obtendría en una topología puramente aleatoria. Estos resultados son de interés para las empresas que utilizan BitTorrent en sus operaciones, así como para los Provedores de Internet responsables de transportar el tráfico de BitTorrent. En la segunda parte de la tesis, analizamos los aspectos de publicación de contenido en los mayores portales de BitTorrent. En concreto, los resultados presentados muestran que sólo un pequeño grupo de publicadores (alrededor de 100) es responsable de hacer disponible más de dos tercios del contenido publicado. Además estos publicadores se pueden dividir en dos grupos: (i) aquellos con incentivos económicos y (ii) publicadores de contenido falso. El primer grupo hace disponible contenido protegido por derechos de autor (que es típicamente muy popular) en los principales portales de BitTorrent con el objetivo de atraer a los consumidores de dicho contenido a sus propios sitios web y obtener un beneficio económico. La eliminación de este grupo puede tener un impacto importante en la popularidad de los principales portales de BitTorrent así como en el tráfico generado por BitTorrent en Internet. El segundo grupo es responsable de la publicación de contenidos falsos. La mayor parte de dichos contenidos están asociados a una actividad maliciosa (p.ej. la distribución de software malicioso) y por tanto suponen una seria amenaza para el ecosistema de BitTorrent, en particular, y para Internet en general. Para minimizar los efectos de la amenaza que presentan estos publicadores, en la última parte de la tesis presentaremos una nueva herramienta denominada TorrentGuard para la pronta detección de contenidos falsos. Esta herramienta puede accederse a través de un portal web y a través de un plugin del cliente de BitTorrent Vuze. Finalmente, presentamos MYPROBE, un portal web que permite consultar una base de datos con información actualizada sobre los publicadores de contenidos en BitTorrent.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso eng
dc.rights Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other BitTorrent
dc.subject.other Peer-to-peer
dc.subject.other P2P
dc.subject.other Socio-Economic development models
dc.title Experimental analysis of the socio-economic phenomena in the BitTorrent ecosystem
dc.type doctoralThesis
dc.type.review PeerReviewed
dc.subject.eciencia Telecomunicaciones
dc.rights.accessRights openAccess
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ingeniería Telemática
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