P2P環(huán)境下的信任模型與副本方案研究.pdf

1、對(duì)等(P2P)計(jì)算是近年來研究的熱點(diǎn)，其目標(biāo)是充分利用Intemet環(huán)境中各種可能的端系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的協(xié)作計(jì)算和資源共享。由于下面的兩個(gè)問題直接影響了對(duì)等計(jì)算的可用性和實(shí)用性，因此對(duì)其研究既有理論意義也有實(shí)用價(jià)值。 1．P2P計(jì)算環(huán)境具有開放性以及對(duì)等節(jié)點(diǎn)的匿名性和自治的特點(diǎn)，由于缺乏對(duì)與之交互的節(jié)點(diǎn)的可信程度的知識(shí)，節(jié)點(diǎn)需應(yīng)對(duì)交互過程中可能出現(xiàn)的威脅。引入信任模型量化和評(píng)估節(jié)點(diǎn)的可信程度，是解決問題的一種方法。 2．P

2、2P計(jì)算環(huán)境中節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性顯著(節(jié)點(diǎn)可能會(huì)隨時(shí)加入、退出系統(tǒng)，或者失效)，且節(jié)點(diǎn)間負(fù)載難以均衡，影響了數(shù)據(jù)的可用性。副本技術(shù)是提供可用性和容錯(cuò)性支持的基本手段。 本文著重研究這兩個(gè)方面的問題。主要的貢獻(xiàn)概括如下： 1.提出了結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)的一種層次模型。將P2P系統(tǒng)中具有共性的功能模塊歸類為三個(gè)協(xié)議層，界定了各模塊的功能定位與所提供的服務(wù)，而信任模型和副本方案分別是其中兩個(gè)功能模塊的具體實(shí)例。 2．綜述了P2P環(huán)

3、境下的信任模型。對(duì)P2P環(huán)境下信任模型的研究工作做了詳細(xì)地整理、分類和評(píng)析。 3．提出了基于相似度加權(quán)推薦的全局信任模型SWRTmst。該模型針對(duì)P2P環(huán)境下信任模型面臨的主要挑戰(zhàn)：惡意節(jié)點(diǎn)協(xié)同偽造信任數(shù)據(jù)對(duì)模型攻擊，使得信任評(píng)估的結(jié)果不真實(shí)；信任數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)及其安全性。(1)已有的兩種全局信任模型建立在信任值高的節(jié)點(diǎn)其推薦也更可信這個(gè)假設(shè)基礎(chǔ)上，而在某些類型的惡意節(jié)點(diǎn)攻擊下，該假設(shè)并不成立。因此SWRTmst模型中，提出使

4、用節(jié)點(diǎn)的評(píng)分行為相似度加權(quán)其推薦。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明：SWRTmst較已有模型更加適合遏制更廣泛類型的惡意節(jié)點(diǎn)攻擊，而且在迭代收斂速度等性能指標(biāo)上有較大提高。(2)給出了一種信任數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)方案，提出了加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性的對(duì)信任數(shù)據(jù)存放節(jié)點(diǎn)的匿名性的三個(gè)要求。 4．給出了度量節(jié)點(diǎn)評(píng)分行為相似度的兩種算法，以解決P2P環(huán)境下傳統(tǒng)的相似度度量中存在的稀疏性問題和可擴(kuò)展性問題。(1)隨著P2P環(huán)境中節(jié)點(diǎn)和資源數(shù)量的增加，用于相似度

5、比較的向量會(huì)極端稀疏，節(jié)點(diǎn)間的相似度難以估計(jì)，提出了基于項(xiàng)目類的相似度度量算法CSimilarity，用于解決稀疏性問題；(2)計(jì)算余弦相似度需進(jìn)行向量乘法運(yùn)算，運(yùn)算量較大，提出了一個(gè)簡化的相似度算法Simplified_Simi，將余弦相似度計(jì)算轉(zhuǎn)化為對(duì)向量的分量按正負(fù)符號(hào)計(jì)數(shù)的問題，使相似度計(jì)算具有良好的可擴(kuò)展性。仿真實(shí)驗(yàn)說明：這兩個(gè)算法較好地解決了上述問題。 5．提出了結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)中通用的副本方案Genre。該方案可以

6、解決兩種典型的DHT所內(nèi)置的副本方案的不足：(1)未能實(shí)現(xiàn)副本間的負(fù)載均衡；(2)副本度數(shù)為七時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)加入或離開而引起的副本維護(hù)的消息復(fù)雜度為O(k)，消息開銷較大。首先對(duì)DHT做了一種抽象描述，Genre構(gòu)建在這種抽象描述之上，和具體的DHT無關(guān)，因而具有良好的通用性；Genre實(shí)現(xiàn)了同一數(shù)據(jù)對(duì)象的各個(gè)副本之間的負(fù)載均衡；對(duì)于單個(gè)節(jié)點(diǎn)的加入或離開，維護(hù)副本僅需O(1)個(gè)消息；對(duì)任意數(shù)據(jù)對(duì)象，通過一顆二叉樹將更新通知發(fā)往其每個(gè)副本，