Evolutionary methods for self-organizing cooperation in peer-to-peer networks

The Peer-to-Peer network paradigm is drawing the attention of both final users and researchers for its features. P2P networks shift from the classic client-server approach to a high level of decentralization where there is no central control and all the nodes should be able not only to require services, but to provide them to other peers as well. While on one hand such high level of decentralization might lead to interesting properties like scalability and fault tolerance, on the other hand it implies many new problems to deal with. A key feature of many P2P systems is openness, meaning that everybody is potentially able to join a network with no need for subscription or payment systems. The combination of openness and lack of central control makes it feasible for a user to free-ride, that is to increase its own benefit by using services without allocating resources to satisfy other peers’ requests. One of the main goals when designing a P2P system is therefore to achieve cooperation between users. Given the nature of P2P systems based on simple local interactions of many peers having partial knowledge of the whole system, an interesting way to achieve desired properties on a system scale might consist in obtaining them as emergent properties of the many interactions occurring at local node level. Two methods are typically used to face the problem of cooperation in P2P networks: 1) engineering emergent properties when designing the protocol; 2) study the system as a game and apply Game Theory techniques, especially to find Nash Equilibria in the game and to reach them making the system stable against possible deviant behaviors. In this work we present an evolutionary framework to enforce cooperative behaviour in P2P networks that is alternative to both the methods mentioned above. Our approach is based on an evolutionary algorithm inspired by computational sociology and evolutionary game theory, consisting in having each peer periodically trying to copy another peer which is performing better. The proposed algorithms, called SLAC and SLACER, draw inspiration from tag systems originated in computational sociology, the main idea behind the algorithm consists in having low performance nodes copying high performance ones. The algorithm is run locally by every node and leads to an evolution of the network both from the topology and from the nodes’ strategy point of view. Initial tests with a simple Prisoners’ Dilemma application show how SLAC is able to bring the network to a state of high cooperation independently from the initial network conditions. Interesting results are obtained when studying the effect of cheating nodes on SLAC algorithm. In fact in some cases selfish nodes rationally exploiting the system for their own benefit can actually improve system performance from the cooperation formation point of view. The final step is to apply our results to more realistic scenarios. We put our efforts in studying and improving the BitTorrent protocol. BitTorrent was chosen not only for its popularity but because it has many points in common with SLAC and SLACER algorithms, ranging from the game theoretical inspiration (tit-for-tat-like mechanism) to the swarms topology. We discovered fairness, meant as ratio between uploaded and downloaded data, to be a weakness of the original BitTorrent protocol and we drew inspiration from the knowledge of cooperation formation and maintenance mechanism derived from the development and analysis of SLAC and SLACER, to improve fairness and tackle freeriding and cheating in BitTorrent. We produced an extension of BitTorrent called BitFair that has been evaluated through simulation and has shown the abilities of enforcing fairness and tackling free-riding and cheating nodes.

From fossil to sustainable diets: an assessment of farming energy footprint

The dependence of industrial agricolture on fossil fuels has been assessed in two comparative case studies between Italy (Emilia-Romagna and Piemonte)and Missouri. The first is related to dairy farming; 15 different farms were surveyed, divided into three different groups: grain based, pasture based and organic. The second is devoted to rice cropping; 12 holdings were examined divided into two groups: conventional and organic. Energy footprint was determined for structures, machinery, fertilizers, pesticides, fuel, electricity, feed and seeds. Possible scenarios of transition to a more sustainable agricolture based on renewable energy sources were analized in detail for all the farms analized.

Negoziazioni intergenerazionali dell'autonomia abitativa in contesti di working class

Nell’ambito della riflessione sui processi di riproduzione e trasmissione intergenerazionale delle disuguaglianze sociali, la presente tesi dottorale propone un’analisi in prospettiva intersezionale dei percorsi verso l’indipendenza abitativa dei giovani bolognesi di origine popolare, e il ruolo svolto dalle loro famiglie in questi percorsi. Nell’approfondimento teorico si offre una ricostruzione del dibattito sociologico nazionale e internazionale sul tema delle disuguaglianze sociali e abitative delle giovani generazioni, nonché dello studio della classe sociale e i principali approcci presenti in letteratura. La ricerca sul campo si concentra, in particolare, sui modi in cui le famiglie appartenenti ad una determinata classe sociale, intesa nel senso conferito al termine da Bourdieu, negoziano e sostengono la transizione all’indipendenza abitativa dei loro figli. L’approfondimento empirico consiste in una ricerca qualitativa longitudinale retrospettiva, condotta nel bolognese nel 2013-2014 su un campione di famiglie working class. Ai giovani-adulti coinvolti e ai loro genitori è stato chiesto di ricostruire le loro biografie attraverso lo strumento delle life histories. La ricerca evidenzia il delinearsi di “micro sistemi economici” familiari specifici e creativi. Le molteplici forme di sostegno genitoriale nei percorsi di autonomizzazione dei figli, individuate nel corso dell’analisi del materiale raccolto, si innestano quindi all’interno di un più ampio sistema di supporto intergenerazionale, che continua anche dopo l’uscita dalla famiglia di origine, a conferma dello stretto legame che caratterizza le famiglie italiane. Nello studio una particolare attenzione viene rivolta alle logiche di legittimazione del sostegno genitoriale, adottate dalle famiglie per orientare i propri interventi di aiuto. Infine, mettendo a confronto la concezione di indipendenza dei giovani adulti con quella dei loro genitori, l’indagine rileva l’esistenza di una apparente contraddizione tra le rappresentazioni dell’indipendenza e dell’autonomia abitativa e i comportamenti attuati nella vita quotidiana, contraddizione che trova una risoluzione nella negoziazione, tra le due diverse generazioni, del concetto stesso di indipendenza.

Circolazione dei servizi ed economia verde nel diritto dell'Unione Europea

Il fine principale della tesi è di dimostrare che il concetto di economia verde, pur non avendo natura giuridica, ha un rilievo notevole nel diritto dell’Unione europea, in particolare rispetto al mercato dei servizi. L’indagine concerne innanzitutto lo sviluppo sostenibile, del quale l’economia verde rappresenta uno strumento, per poi incentrarsi sul concetto di economia verde, al fine di ricostruire la sua veste giuridica e la sua collocazione nel diritto (primario) dell’Unione europea. In secondo luogo, si analizza come l’Unione stia utilizzando il proprio diritto per favorire la transizione verso un’economia verde e per stimolare la circolazione dei relativi servizi. Da ultimo, vengono prospettate le varie relazioni che si ritiene possano intercorrere tra l’economia verde (nella sua dimensione giuridica a livello sovranazionale) e la libera prestazione dei servizi.