對等環(huán)境下信譽(yù)機(jī)制的若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、對等(Peer-To-Peer，簡稱P2P)技術(shù)已在流媒體、文件共享、內(nèi)容分發(fā)、分布式存儲、分布式計算等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但仍然存在很多需要研究的問題。對等網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性、開放性、自治性與節(jié)點(diǎn)自私性向網(wǎng)絡(luò)的安全性與公平性提出了挑戰(zhàn)，造成“搭便車”、“公共悲劇”以及“資源不可信”等問題。雖然信譽(yù)機(jī)制可以有效激勵公平、增強(qiáng)安全，但信譽(yù)機(jī)制卻帶來其特有的安全問題及“熱點(diǎn)”(Hot—Spot)問題。 本文圍繞P2P環(huán)境下信譽(yù)機(jī)制面臨

2、的安全問題以及負(fù)載均衡問題，對信譽(yù)管理機(jī)制、信譽(yù)度量算法、機(jī)制的安全性與性能這三個關(guān)鍵技術(shù)展開研究，集中解決了信譽(yù)機(jī)制中的團(tuán)體欺騙問題，并且提高了網(wǎng)絡(luò)的整體資源利用率。 本文的研究重點(diǎn)如下： 首先闡述了P2P網(wǎng)絡(luò)的演變過程、分類和應(yīng)用，分析了P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所呈現(xiàn)出來的安全性問題、不公平現(xiàn)象、動態(tài)性以及資源利用不均勻的原因，并對解決上述問題的信譽(yù)機(jī)制進(jìn)行了全面深入的分析，總結(jié)了現(xiàn)有的相關(guān)領(lǐng)域研究成果，分析了未來研究工作發(fā)展

3、的趨勢。 其次，對信譽(yù)機(jī)制的安全性展開研究。一方面研究了P2P網(wǎng)絡(luò)的匿名性，針對交互節(jié)點(diǎn)雙方的安全性提出了新的模型；另一方面對社會網(wǎng)絡(luò)和P2P網(wǎng)絡(luò)的相似特性進(jìn)行研究，利用成熟的社會網(wǎng)絡(luò)分析方法，提出了新的算法、機(jī)制來抵御信譽(yù)機(jī)制中的團(tuán)體欺騙問題。 再次，對P2P網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性與開放性進(jìn)行研究。針對“網(wǎng)絡(luò)波動”(Churn)問題對P2P系統(tǒng)性能、安全性的影響，結(jié)合信譽(yù)機(jī)制，提出新的信譽(yù)管理系統(tǒng)來解決“網(wǎng)絡(luò)波動”以及多種惡意攻

4、擊帶來的負(fù)面影響。 最后，研究P2P網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡問題，并對現(xiàn)實(shí)生活中的P2P網(wǎng)絡(luò)用戶需求進(jìn)行調(diào)查研究。針對信譽(yù)機(jī)制給P2P文件共享系統(tǒng)帶來的“熱點(diǎn)”問題，結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，提出一種新的信譽(yù)模型來提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。 本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)如下： 針對信譽(yù)機(jī)制的安全性，基于P2P網(wǎng)絡(luò)的匿名性，提出一種無需CA的組匿名信譽(yù)模型(GARM模型)。GARM根據(jù)節(jié)點(diǎn)所擁有的資源對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組，保證組與組之間的匿名性。在實(shí)現(xiàn)P2

5、P網(wǎng)絡(luò)公平性的同時，保護(hù)了服務(wù)節(jié)點(diǎn)的安全，并避免P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)報復(fù)行為。 針對目前大多數(shù)系統(tǒng)沒有考慮到的團(tuán)體欺騙問題，提出可抵御團(tuán)體欺騙的信譽(yù)值度量算法?；谏鐣W(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)理論，分析了P2P信任網(wǎng)絡(luò)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)，并將信任團(tuán)體的可信度用于節(jié)點(diǎn)信譽(yù)值度量。在此基礎(chǔ)上，提出一種基于團(tuán)體信任度的P2P信譽(yù)機(jī)制。該機(jī)制可以適應(yīng)動態(tài)、開放的P2P環(huán)境，在不限制節(jié)點(diǎn)加入退出的情況下抵御團(tuán)體欺騙行為。 針對P2P網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性與開

6、放性，提出基于持續(xù)在線時間的信譽(yù)管理系統(tǒng)(SOD-based reputation management system)，用以減少“網(wǎng)絡(luò)波動”現(xiàn)象，提高整體資源利用率。通過在信譽(yù)值算法中加入SOD因子，激勵節(jié)點(diǎn)增加在線時間，并通過限制服務(wù)提供次數(shù)以及引入差評記錄來防止一些節(jié)點(diǎn)的惡意行為。SOD系統(tǒng)能夠增加下載次數(shù)，減少Churn，并解決了Cold—Start和“馬太效應(yīng)”問題。 針對P2P網(wǎng)絡(luò)中Hot—Spot現(xiàn)象，借鑒經(jīng)濟(jì)學(xué)原