普適計(jì)算環(huán)境中的動(dòng)態(tài)信任機(jī)制的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、集成電路等技術(shù)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)的軟件與硬件環(huán)境發(fā)生了巨大的變化。繼第一代主機(jī)（大型機(jī)）計(jì)算模式和第二代PC計(jì)算模式之后，計(jì)算模式的第三個(gè)時(shí)代——普適計(jì)算（Pervasive Computing or Ubiquitous Computing）已成為引領(lǐng)現(xiàn)代信息科技發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它使得通信和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的信息空間與人們生活和工作的物理環(huán)境正在逐漸融為一體。這一新興的計(jì)算模式與傳統(tǒng)的封閉、集中式的計(jì)算模型存在巨大

2、的差別。在開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，應(yīng)用具有開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、面向陌生用戶群體的特性，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體也具有越來(lái)越強(qiáng)的移動(dòng)性以及多樣性，這使網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的交互具有更大程度的不確定性與不可控制性。如何從眾多資源與實(shí)體之間進(jìn)行有效的真?zhèn)舞b別，如何評(píng)估各交互對(duì)象的可信度以及面對(duì)大量的可選對(duì)象時(shí)如何進(jìn)行決策，這些問(wèn)題都需要我們對(duì)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的信任問(wèn)題進(jìn)行深入研究并制定相應(yīng)的模型與標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文圍繞普適計(jì)算環(huán)境下信任相關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究。普適計(jì)算環(huán)境是由

3、普適計(jì)算設(shè)備、普適網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)軟件等部分組成的，因此我們分別對(duì)普適設(shè)備（包括無(wú)線傳感器與智能移動(dòng)設(shè)備）、普適網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線自組網(wǎng)）以及虛擬系統(tǒng)中的資源調(diào)度中存在的信任問(wèn)題進(jìn)行了研究與分析。所取得的主要研究成果為：
　　針對(duì)分層無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的信任管理機(jī)制進(jìn)行了研究。在對(duì)大量針對(duì)分層無(wú)線傳感器提出的信任管理方法進(jìn)行研究與分析后，我們提出了一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)與簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)互相評(píng)估的信任管理機(jī)制，我們對(duì)一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在該機(jī)制下的狀態(tài)進(jìn)行了 Petri

4、網(wǎng)建模，在該方法中，我們從服務(wù)提供者與信任評(píng)估者兩個(gè)角度對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，整個(gè)信任管理方法在四個(gè)層次上進(jìn)行。該方法不僅可以準(zhǔn)確的評(píng)估一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的信任度來(lái)提高系統(tǒng)內(nèi)的交互成功率，同時(shí)可以確保簇頭節(jié)點(diǎn)對(duì)其簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)提供客觀準(zhǔn)確的信任評(píng)估結(jié)果。此外，我們還給出了當(dāng)某一簇頭節(jié)點(diǎn)被檢測(cè)為惡意節(jié)點(diǎn)時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)將如何繼續(xù)信任評(píng)估機(jī)制的方法。
　　針對(duì)智能移動(dòng)設(shè)備的安全性也與上下文的聯(lián)系越來(lái)越密切，提出了移動(dòng)設(shè)備舒適度評(píng)估方法。設(shè)備舒適（d

5、evice comfort）是在信任的基礎(chǔ)上提出的一個(gè)新概念，它從移動(dòng)設(shè)備的角度審視了移動(dòng)設(shè)備的安全性，使得移動(dòng)設(shè)備具有感知、融合以及識(shí)別上下文的能力，并根據(jù)內(nèi)在的推理引擎對(duì)其在當(dāng)前上下文中執(zhí)行某一行為的安全性進(jìn)行推理。本文給出了移動(dòng)設(shè)備的上下文的數(shù)學(xué)表達(dá)方式，此外，提出了兩種不同的對(duì)移動(dòng)設(shè)備舒適度進(jìn)行評(píng)估的方法。第一種方法利用對(duì)特定行為預(yù)定義的上下文作為評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，第二種方法是基于設(shè)備在對(duì)在當(dāng)前上下文中執(zhí)行某一行為的熟悉度來(lái)進(jìn)行舒適度

6、評(píng)估的。
　　針對(duì)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中的間接信任評(píng)估方法中存在的自私行為進(jìn)行了研究。采用博弈論的思想為節(jié)點(diǎn)間的間接信任信息獲取建立了博弈模型，提出了懲罰機(jī)制并給出了節(jié)點(diǎn)的效用函數(shù)，此外，我們建立了信任演化的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程來(lái)研究在不同參數(shù)下節(jié)點(diǎn)的演化穩(wěn)定策略。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了給出的方法的正確性及有效性，證明該模型可使節(jié)點(diǎn)為了獲得最大利益而在間接信任評(píng)估過(guò)程中趨于選擇同鄰居節(jié)點(diǎn)合作，從而提高信任管理系統(tǒng)的可用性與有效性，同時(shí)驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)在不同前

7、提條件下的演化穩(wěn)定策略。
　　針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)虛擬社區(qū)中的基于信任的推薦策略進(jìn)行了研究，提出了一個(gè)考慮社區(qū)節(jié)點(diǎn)信任度穩(wěn)定性與社區(qū)利益的推薦算法。該算法采用李雅普諾夫優(yōu)化的思想，社區(qū)控制中心根據(jù)目前各成員節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)與請(qǐng)求者的特征做出滿足請(qǐng)求者的約束條件，同時(shí)保證社區(qū)節(jié)點(diǎn)信任度穩(wěn)定性并使得社區(qū)所得利益最大的決策。對(duì)算法進(jìn)行理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)方法相比，該算法使得社區(qū)節(jié)點(diǎn)的信任度與工作負(fù)荷更加穩(wěn)定，同時(shí)可使整個(gè)虛擬社區(qū)與資源請(qǐng)求者獲