P2P信任機(jī)制和覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法研究.pdf

1、Peer-to-Peer計(jì)算是近年來(lái)出現(xiàn)的一種基于Internet的計(jì)算模式，其目標(biāo)是利用Internet環(huán)境中的各種可能的終端設(shè)備進(jìn)行協(xié)同計(jì)算和資源共享等應(yīng)用。在實(shí)際的大規(guī)模P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性和節(jié)點(diǎn)在計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬等服務(wù)能力上的異構(gòu)性是其需要面對(duì)的一大挑戰(zhàn)。研究表明，造成P2P網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性和節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性的一個(gè)主要原因是節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中均為自治的。因此，從估計(jì)節(jié)點(diǎn)的固有行為模式入手來(lái)使P2P系統(tǒng)充分顧及網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性并利用節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)

2、性是一條可行之路。信任度可以理解為節(jié)點(diǎn)提供各種服務(wù)的行為模式。合理的信任度的定義可以作為衡量節(jié)點(diǎn)行為模式差異的一個(gè)合理的度量。在P2P環(huán)境下生成和管理節(jié)點(diǎn)信任度的主要策略是構(gòu)建信任系統(tǒng)，即建立信任模型和信任管理系統(tǒng)。 本文結(jié)合上述通過(guò)考慮節(jié)點(diǎn)的信任度來(lái)使P2P系統(tǒng)可以顧及動(dòng)態(tài)性和利用節(jié)點(diǎn)異構(gòu)性的思路，本文以兩種主要的信任模型即基于概率模型的信任模型以及基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的信任模型為起點(diǎn)，考慮在基于概率的信任模型中避免使用或假定全局信息

3、而構(gòu)建有效性高的信任模型；而在基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的信任模型中通過(guò)引入節(jié)點(diǎn)反饋相似度來(lái)差異化節(jié)點(diǎn)在信任評(píng)估時(shí)的行為模式進(jìn)而構(gòu)建更為合理的信任模型；最后通過(guò)引入信任機(jī)制使P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中可以有效的利用節(jié)點(diǎn)的信任異構(gòu)性，提高覆蓋網(wǎng)絡(luò)的性能和有效性。主要從以下諸方面展開(kāi)： 1.基于概率的信任機(jī)制構(gòu)建：本文提出了一種基于卡爾曼濾波的信任模型RealRep。RealRep是基于推薦的概率信任模型，通過(guò)顯式的區(qū)分節(jié)點(diǎn)提供直接服務(wù)和提供推薦服務(wù)的

4、角色，實(shí)現(xiàn)對(duì)二者的分別信任建模和評(píng)估策略。RealRep和其它基于概率的信任模型的不同還在于，通過(guò)上述服務(wù)分離，RealRep放寬了對(duì)節(jié)點(diǎn)行為的假定約束，即可以對(duì)更復(fù)雜的用戶行為進(jìn)行比較準(zhǔn)確的信任評(píng)估。另外RealRep信任模型避免了使用或假定關(guān)于節(jié)點(diǎn)行為模式的全局信息，如全網(wǎng)范圍內(nèi)不可信節(jié)點(diǎn)的比率等信息。 2.基于用戶相似度的信任機(jī)制模型構(gòu)建：本文提出了基于用戶相似度的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信任模型及其分布式算法。本文首先針對(duì)在P2P環(huán)境下

5、，由于反饋數(shù)據(jù)的稀疏性，使用傳統(tǒng)相似度度量方法無(wú)法有效地計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的相似度，本文提出了基于Maximin的用戶相似度傳遞算法，Maximin相似度傳遞算法通過(guò)衡量?jī)蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)間不同的相似度路徑，使兩個(gè)原來(lái)沒(méi)有共同交易節(jié)點(diǎn)集的節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行相似度度量，部分解決了數(shù)據(jù)稀疏性問(wèn)題，同時(shí)本文對(duì)基于相似性傳遞的相似度度量方法的有效性進(jìn)行了模擬驗(yàn)證。其次，與傳統(tǒng)的方法不同，本文提出了不同的全局信任度估計(jì)算法，通過(guò)引入用戶相似度，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以按自己的視角在

6、全局信任生成的過(guò)程中對(duì)和自己視角相似的用戶的反饋賦予更大的權(quán)重。 3.層次式覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建算法：本文提出了基于用戶信任異構(gòu)性的非結(jié)構(gòu)化拓?fù)渥赃m應(yīng)協(xié)議及層次式覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建協(xié)議。在基于信用度的非結(jié)構(gòu)化覆蓋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥赃m應(yīng)協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)在歷史交易中所累積的信任信息，利用節(jié)點(diǎn)的信任度異構(gòu)性來(lái)制定最利于自己的策略進(jìn)行鄰居選擇，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖赃m應(yīng)。在非結(jié)構(gòu)化覆蓋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥赃m應(yīng)中，引入信用支持不僅可以改進(jìn)P2P系統(tǒng)的性能，并且信用也