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

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

2、性是一條可行之路。信任度可以理解為節(jié)點提供各種服務(wù)的行為模式。合理的信任度的定義可以作為衡量節(jié)點行為模式差異的一個合理的度量。在P2P環(huán)境下生成和管理節(jié)點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)合上述通過考慮節(jié)點的信任度來使P2P系統(tǒng)可以顧及動態(tài)性和利用節(jié)點異構(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網(wǎng)絡(luò)的信任模型為起點，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；而在基于社會網(wǎng)絡(luò)的信任模型中通過引入節(jié)點反饋相似度來差異化節(jié)點在信任評估時的行為模式進而構(gòu)建更為合理的信任模型；最后通過引入信任機制使P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中可以有效的利用節(jié)點的信任異構(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： 1.基于概率的信任機制構(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，通過顯式的區(qū)分節(jié)點提供直接服務(wù)和提供推薦服務(wù)的

4、角色，實現(xiàn)對二者的分別信任建模和評估策略。RealRep和其它基于概率的信任模型的不同還在于，通過上述服務(wù)分離，RealRep放寬了對節(jié)點行為的假定約束，即可以對更復(fù)雜的用戶行為進行比較準(zhǔn)確的信任評估。另外RealRep信任模型避免了使用或假定關(guān)于節(jié)點行為模式的全局信息，如全網(wǎng)范圍內(nèi)不可信節(jié)點的比率等信息。 2.基于用戶相似度的信任機制模型構(gòu)建：本文提出了基于用戶相似度的社會網(wǎng)絡(luò)信任模型及其分布式算法。本文首先針對在P2P環(huán)境下

5、，由于反饋數(shù)據(jù)的稀疏性，使用傳統(tǒng)相似度度量方法無法有效地計算節(jié)點間的相似度，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衡量兩個節(jié)點間不同的相似度路徑，使兩個原來沒有共同交易節(jié)點集的節(jié)點可以進行相似度度量，部分解決了數(shù)據(jù)稀疏性問題，同時本文對基于相似性傳遞的相似度度量方法的有效性進行了模擬驗證。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算法，通過引入用戶相似度，每個節(jié)點可以按自己的視角在

6、全局信任生成的過程中對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)化拓撲自適應(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)拓撲自適應(yīng)協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點根據(jù)在歷史交易中所累積的信任信息，利用節(jié)點的信任度異構(gòu)性來制定最利于自己的策略進行鄰居選擇，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)拓撲的自適應(yīng)。在非結(jié)構(gòu)化覆蓋網(wǎng)絡(luò)拓撲自適應(yīng)中，引入信用支持不僅可以改進P2P系統(tǒng)的性能，并且信用也