Ασφαλής διαχείριση σημασιολογικά συνδεδεμένων ψηφιακών αντικειμένων σε ετερογενή κατανεμημένα περιβάλλοντα

Abstract

The advancement of Information and Communication Technologies has provided thebasis for the development and delivery of advanced electronic services over which, massiveinformation covering a wide range od topics can be exchanged. At the same time, the needsof information producers and consumers are converging and the mass generation of contentenables the introduction of exciting applications that can exploit content from different sources.However, a necessary step for the further interaction between companies, organizations, usersand the content itself, is the protection of both the shared data and the corresponding services.In this context of rapid convergence of end users and content producers needs, essentialrole in today’s media revolution holds the widespread adoption of international standards.Starting from the above observations, this dissertation examines interoperability issues at thelevel of data structures that are exchanged between heterogeneous systems, as well as the levelof content protection policies, and access control mechanisms for content distribution services.Subsequently, solutions based on the MPEG-21 and MPEG-M international standards whichstrengthen the cooperation between content-centric applications that operate in heterogeneousdistributed environments are proposed.Specifically, regarding data structures interoperability, the dissertation evaluates theuse of digital items of the MPEG-21 standard, and proposes a mechanism for their semanticlinking. Additionaly, it examines the semantic interoperability issues that arise in heterogeneousenvironments and proposes a system for its support based on the underlying structure of theinteroperability lexicons.Regarding security policies and content protection interoperability it analyzes currenttrends in access control of digital content and proposes a system that unifies the MPEG-Mstandard platform with the infrastructure of the innovative Aribute-based Encryption cryptographicmethod (ABE).Regarding the interoperability of access control methods of content distribution services,the dissertation analyzes existing solutions and their limitations and proposes an access controlsystem for RESTful web services, which makes use of Digital Items for describing their interface and licenses for describing user rights on the methods of the interface. The laer are enforcedby employing Aribute Based Encryption (ABE), enabling access only to authorized users. The Dissertation concludes the theoretical framework for the assessment of the proposedcooperation models of content-centric applications operating in heterogeneous distributed environments,by presenting a complete use case scenario. The scenario stems from the needs ofhealthcare services and presents an integrated service for the secure management of personalmedical records over pervasive mobile computing environments.

Η πρόοδος των Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνίας έχει δώσει την ώθησηγια την ανάπτυξη και παροχή προηγμένων ηλεκτρονικών υπηρεσιών μέσω των οποίωνκαθίσταται δυνατή η ανταλλαγή κάθε είδους πληροφορίας. Κεντρική θέση στο διαδίκτυοέχουν πλέον το περιεχόμενο και οι υπηρεσίες μέσω των οποίων δίνεται η πρόσβαση σεαυτό, παρά οι κόμβοι που το αποτελούν. Παράλληλα, το μοντέλο παραγωγού-καταναλωτήπληροφορίας αναβαθμίζεται, με τους ρόλους να μην είναι τόσο διακριτοί, ενώ η μαζικήπαραγωγή πληροφοριών καθιστά δυνατή τη δημιουργία συναρπαστικών εφαρμογών πουσυνδυάζουν περιεχόμενο από διαφορετικές πηγές. Ωστόσο, το αναγκαίο βήμα για την πε-ραιτέρω αλληλεπίδραση μεταξύ εταιριών, οργανισμών, χρηστών και περιεχομένου αφοράστη διασφάλιση των δεδομένων που διαμοιράζουν και των υπηρεσιών που τα παρέχουν.Σε αυτό το πλαίσιο, με τις ανάγκες των τελικών χρηστών και των παραγωγών πε-ριεχομένου να συγκλίνουν όλο και περισσότερο, βασικό ρόλο στην σημερινή επανάστασητων μέσων κατέχει η ευρεία υιοθέτηση διεθνών προτύπων. Η παρούσα διατριβή, ξεκινώ-ντας από αυτή τη διαπίστωση, εξετάζει ζητήματα διαλειτουργικότητας στις δομές δεδομέ-νων που ανταλλάσσονται μεταξύ διαφορετικών συστημάτων, στις πολιτικές προστασίαςτους, αλλά και στην ελεγχόμενη πρόσβαση στις υπηρεσίες που τα προσφέρουν. Στη συ-νέχεια, προτείνει λύσεις οι οποίες βασίζονται στα διεθνή πρότυπα MPEG-21 και MPEG-Mκαι ενισχύουν τη συνεργασία μεταξύ πληροφοριοκεντρικών εφαρμογών που δραστηριο-ποιούνται σε ετερογενή κατανεμημένα περιβάλλοντα.Ειδικότερα, σε ότι αφορά τη διαλειτουργικότητα των δομών δεδομένων, στο πλαίσιοτης διατριβής αξιολογείται η χρήση των ψηφιακών αντικειμένων του προτύπου MPEG-21και προτείνεται μηχανισμός για την σημασιολογική συσχέτιση τους. Παράλληλα, εξετάζο-νται τα ζητήματα σημασιολογικής διαλειτουργικότητας τα οποία εγείρονται σε ετερογενήπεριβάλλοντα και προτείνεται σύστημα για την υποστήριξη της το οποίο βασίζεται στηδομή των λεξικών διαλειτουργικότητας.Όσον αφορά στη διαλειτουργικότητα των πολιτικών ασφαλείας και της προστα-σίας του ανταλλασσόμενου περιεχομένου, αναλύονται οι τρέχουσες τάσεις στον έλεγχοπρόσβασης σε ψηφιακό περιεχόμενο και προτείνεται σύστημα το οποίο ενοποιεί την πλατ-φόρμα του προτύπου MPEG-M με τις υποδομές της καινοτόμου μεθόδου Κρυπτογραφίας Βάσει Χαρακτηριστικών (ΚΒΧ). Όσον αφορά στη διαλειτουργικότητας στον έλεγχο πρόσβασης των υπηρεσιών πουπροσφέρουν τα δεδομένα, αναλύονται οι υπάρχουσες λύσεις και οι περιορισμοί τους. Στησυνέχεια, προτείνεται σύστημα έλεγχου πρόσβασης διαδικτυακών υπηρεσιών τύπου REST,το οποίο κάνει χρήση ψηφιακών αντικειμένων για την περιγραφή της διεπαφής τους, ενώτα δικαιώματα χρήσης των μεθόδων της διεπαφής περιγράφονται με την μορφή αδειώνχρήσης. Οι τελευταίες επιβάλλονται με τη χρήση ΚΒΧ, δίνοντας πρόσβαση μονάχα στουςεξουσιοδοτημένους χρήστες.Τέλος, η διατριβή ολοκληρώνει το θεωρητικό πλαίσιο αξιολόγησης των προτεινόμε-νων μοντέλων συνεργασίας πληροφοριοκεντρικών εφαρμογών που δραστηριοποιούνταισε ετερογενή κατανεμημένα περιβάλλοντα, με την παρουσίαση ενός ολοκληρωμένου πα-ραδείγματος χρήσης. Το παράδειγμα προέρχεται από τις ανάγκες του χώρου της υγείαςκαι παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη υπηρεσία διαχείρισης προσωπικών ιατρικών δεδομέ-νων με ασφάλεια πάνω από περιβάλλον κινητού και διάχυτου υπολογισμού.