拜占庭容錯(cuò)算法在Web Services服務(wù)提供上的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著Web Services技術(shù)和分布式系統(tǒng)的日益發(fā)展和廣泛應(yīng)用，我們對(duì)其可靠性、可用性和安全性的要求越來(lái)越高。高可用性的系統(tǒng)要求在部分部件發(fā)生故障或遭受攻擊的情況下，仍然可以持續(xù)提供正確的服務(wù)。而這些故障中拜占庭故障是使服務(wù)中斷和錯(cuò)誤的重要原因。拜占庭故障是分布式系統(tǒng)在執(zhí)行某個(gè)算法期間發(fā)生的任意的故障。它包含我們通常所說(shuō)的崩潰故障和發(fā)送疏漏故障等。當(dāng)有拜占庭故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)按照非預(yù)期的方式做出回應(yīng)，除非該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為拜占庭故障容

2、忍的。然而分布式的Web Services服務(wù)商往往需要在非安全可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也能持續(xù)提供服務(wù)。Web Services架構(gòu)不僅需要抵御良性故障還要容忍拜占庭故障。 本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 本文詳細(xì)介紹了故障容忍的研究進(jìn)展，總結(jié)各種同步和異步環(huán)境下的解決方案，分析了使用狀態(tài)機(jī)復(fù)制技術(shù)和決議證書(shū)技術(shù)構(gòu)建容錯(cuò)系統(tǒng)，并深入研究了拜占庭容錯(cuò)算法的過(guò)程。 本文針對(duì)傳統(tǒng)的拜占庭故障容忍算法在消息驗(yàn)證上使用公鑰簽名體系

3、效率不高的問(wèn)題，引入了消息認(rèn)證碼作為公鑰簽名的替代方案，提出了消息認(rèn)證碼向量概念。為了解決消息認(rèn)證碼不能向第三方證明已有證書(shū)這一固有缺陷，本文改進(jìn)了視圖變更協(xié)議，通過(guò)將決議證書(shū)和消息確認(rèn)技術(shù)相結(jié)合，節(jié)點(diǎn)主動(dòng)請(qǐng)求證書(shū)，從而設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)的BYZMV算法。 針對(duì)以往的研究者大多是通過(guò)建立自有協(xié)議來(lái)達(dá)到節(jié)點(diǎn)間的一致性目標(biāo)，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中不能保證消息的可靠到達(dá)，容易被防火墻攔截而導(dǎo)致容錯(cuò)算法失敗的情況，本文深入研究了在Interne

4、t環(huán)境中建立可拜占庭容錯(cuò)的Web Services系統(tǒng)，該系統(tǒng)將容錯(cuò)協(xié)議封裝在通用的SOAP中，避免自有協(xié)議在通過(guò)防火墻時(shí)被攔截的問(wèn)題。同時(shí)，本文提出了模塊化和插件化的故障容忍體系，使得我們可以在已經(jīng)投入使用的Web Services環(huán)境中，無(wú)縫地加入容錯(cuò)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶透明的Web Services故障容忍服務(wù)。 本文采用了Axis2C作為Web Services引擎，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)容錯(cuò)Web Services服務(wù)端和客戶端，重點(diǎn)