Efficient Data Forwarding Protocols in Non-cooperative Mobile Social Networks.pdf

1、移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)作為一種新興的通信范例，它主要利用節(jié)點(diǎn)（也就是，用戶(hù)及其攜帶的設(shè)備）的社交屬性來(lái)促進(jìn)他們之間的交互。在移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎艽蟪潭壬弦蕾?lài)于節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作。然而，由于各種原因（例如資源限制或社會(huì)偏好），一些自私節(jié)點(diǎn)可能拒絕為其他節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。同時(shí)，有些節(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟棄接收的信息，產(chǎn)生錯(cuò)誤的信息，進(jìn)而擾亂路由的過(guò)程。由于節(jié)點(diǎn)不具有關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的全局狀態(tài)的信息，處理移動(dòng)社交網(wǎng)路中的非協(xié)作節(jié)點(diǎn)是極具挑戰(zhàn)性的。大多數(shù)已有研究主要采

2、用社會(huì)忽視的方法來(lái)減輕節(jié)點(diǎn)的自私和惡意行為。然而，我們認(rèn)為節(jié)點(diǎn)的社會(huì)屬性和關(guān)系（例如友誼，喜好和習(xí)慣）具有長(zhǎng)期性，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的連接圖。因此，這些特征可以用來(lái)幫助快速預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的路由偏好，有效地檢測(cè)其可能的惡意行為，并有效地激勵(lì)節(jié)點(diǎn)間的合作。
　　在本文中，我們提出了高效的，基于社交的協(xié)議來(lái)處理非協(xié)作移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)中的自私和惡意節(jié)點(diǎn)。我們首先對(duì)相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行綜述研究，包括，非協(xié)作移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)綜述，如何識(shí)別不同的自私及惡意節(jié)點(diǎn)，以及探索

3、了已有的解決方案。然后，我們提出了一系列的以使用為目的的分布式的解決方案，通過(guò)計(jì)算和使用節(jié)點(diǎn)的個(gè)體和社會(huì)路由屬性來(lái)檢測(cè)它們的自私行為，區(qū)分他們個(gè)人和社會(huì)自私的行為，并促進(jìn)他們的合作。在算法評(píng)估中，我們使用兩個(gè)公開(kāi)可用的真實(shí)軌跡來(lái)分配節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性和社會(huì)特征。
　　在第3章中，我們提出了一種信號(hào)博弈方法(Sig4UDD)來(lái)模擬善意和自私節(jié)點(diǎn)之間的交互，用來(lái)解決節(jié)點(diǎn)選擇不暴露他們對(duì)輸入消息的反應(yīng)時(shí)的情況。在這種情況下，會(huì)導(dǎo)致在數(shù)據(jù)在不確

4、定節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)。因此，我們?cè)赟ig4UDD博弈中建立一個(gè)信任系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以基于接收到的消息的屬性更新其對(duì)其他節(jié)點(diǎn)的信任，并用來(lái)預(yù)測(cè)所遇到的節(jié)點(diǎn)的反應(yīng)并做出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)決定，進(jìn)而最大化其路由效用。我們分別應(yīng)用貝葉斯納什均衡和完美貝葉斯平衡，找到節(jié)點(diǎn)之間的一階段和多階段相互作用的平衡點(diǎn)。并且證明在給定另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的策略時(shí)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)將獲得一個(gè)最佳收益。同時(shí)，我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明Sig4UDD在數(shù)據(jù)傳輸率和延遲方面優(yōu)于一些基準(zhǔn)非協(xié)作路

5、由協(xié)議，具有最小的通信成本。
　　在第4章中，我們提出了一種基于社交的監(jiān)督方案(SoWatch)，其中監(jiān)督節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)分析接收到的消息，推斷所遇到的節(jié)點(diǎn)的可能的自私行為。此外，監(jiān)督節(jié)點(diǎn)彼此交換它們的監(jiān)督信息，以提高檢測(cè)時(shí)間和精度。然后，我們計(jì)計(jì)一個(gè)信譽(yù)系統(tǒng)，其中監(jiān)督節(jié)點(diǎn)基于它們的直接和間接監(jiān)督信息來(lái)更新其他節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)，并識(shí)別自私節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，為了保護(hù)SoWatch免受惡意節(jié)點(diǎn)散布的錯(cuò)誤信息，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)攻擊檢測(cè)模塊，其中監(jiān)督節(jié)點(diǎn)可

6、以使用其聯(lián)系人記錄來(lái)調(diào)查從它們遇到的節(jié)點(diǎn)接收的間接監(jiān)督信息的真實(shí)性。最后，我們的試驗(yàn)評(píng)估表明，SoWatch在檢測(cè)率和時(shí)間方面優(yōu)于基于接觸的基準(zhǔn)檢測(cè)方法。
　　在第5章中，我們提出了一種基于議價(jià)的激勵(lì)方案(GISSO)，用于社會(huì)感知路由協(xié)議。該方案保證了自己節(jié)點(diǎn)在其他節(jié)點(diǎn)的消息中繼的忠實(shí)性，并實(shí)現(xiàn)高水平的端到端吞吐量。在GISSO中，我們基于消息的效用來(lái)區(qū)分每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的高有益或低有益消息。雖然中間節(jié)點(diǎn)更有可能愿意中繼高有益的消息

7、，我們采用交替議價(jià)博弈來(lái)制定自私節(jié)點(diǎn)之間的消息交易。在議價(jià)的某些回合中，消息的發(fā)送者與接收者節(jié)點(diǎn)協(xié)商以購(gòu)買(mǎi)其轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。我們應(yīng)用局部完美博弈的納什均衡作為兩個(gè)玩家的協(xié)議，以最大化每個(gè)玩家的效用，同時(shí)不降低另一個(gè)玩家的效用。在達(dá)成協(xié)議之后，發(fā)送方向接收方支付一定量的信用以購(gòu)買(mǎi)其轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。反過(guò)來(lái)，接收方同意存儲(chǔ)和中繼消息。通過(guò)GISSO與一些基準(zhǔn)路由協(xié)議的比較，我們發(fā)現(xiàn)GISSO可以控制自私行為，在數(shù)據(jù)傳送率和延遲方面優(yōu)于其他算法，同時(shí)具有低