云环境下基于评价机制的信任模型研究

硕士学位论文题目:云环境下基于评价机制的信任模型研究研究生叶睿专业计算机应用技术指导教师吴卿副教授完成日期2012年12月杭州电子科技大学硕士学位论文云环境下基于评价机制的信任模型研究研究生：叶睿指导教师：吴卿副教授2012年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterEvaluationMechanismBasedTrustModelStudyinCloudEnvironmentCandidate:YeRuiSupervisor:ViceProf.WuQingDec,2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文I摘要随着计算机软件、硬件和通信技术的不断发展，产生了一种新的计算模型，即云计算。在云计算中，人们可以在云端享受各种云服务，这就需要云计算管理中心提供有效的安全机制，来保证服务过程中服务提供商和云用户的安全。信任机制作为解决网络服务安全的传统的有效的解决方法，已经广泛的应用到网格计算、普适计算等分布式计算中去。因此，如何建立有效的信任模型，来解决实际的云环境的中安全问题已经成为云安全领域的热点和难点。信任模型可以解决云计算中的安全性，而在云计算的信任模型研究中，还需要建立一种机制来保证信任模型的准确性和稳定性，特别是当云服务中的实体在评价过程中存在服务质量问题、不实评价和恶意评价时，需要对这些情况进行判断和识别，如果同时还需要对准确可靠的新信任值进行更新。因此，如何保证信任模型中云实体产生的信任的准确性和可靠性，也是信任模型中的一个重点。本文综合以上所提到的两个问题，重点解决在云计算环境下的安全性问题，建立了基于评价机制的信任模型和基于假设检验和曲线拟合的信任管理机制。研究工作如下：首先，为了解决云计算中特别是云服务过程中的安全性问题，研究并设计了一个基于评价机制的云计算信任模型。该信任模型在云服务商和云用户之间构建了一种对服务行为的评价系统，在获取了形式化的实体的评价后，根据一定的算法得到实体对另一个实体的信任和信任值，通过研究这些信任值可以解决云用户和云服务商之间的信任问题。通过基于评价机制的信任模型，可以将抽象的信任关系通过形式化的方式表达出来。其次，为了解决信任模型中信任的不真实和恶意实体等问题，建立了信任模型中的信任管理机制。在得到了信任模型中某个业务实体的形式化的信任值集合后，信任管理系统采用两种方法即基于假设检验的信任管理方法和基于曲线拟合的信任管理方法，来动态的分析和判断信任值的真实度和准确度，分析实体的行为意图。从而解决了建立信任过程中的不实评价和恶意实体等问题，以确保信任模型的准确性和稳定性。这种机制有助于保障云环境的安全性，有助于提升云服务的质量。最后，从仿真角度出发，把本文设计的信任模型应用到云仿真器CloudSim平台的资源调度系统。在此过程中，将信任模型的信任表达方式、信任更新和信任决策因素引入到CloudSim中资源访问控制模块，扩展CloudSim。通过准确性杭州电子科技大学硕士学位论文II和动态适应性的实验，验证了引入基于评价机制的信任模型能有效地产生、判断和更新云实体的信任行为。关键词：云计算，云安全，信任模型，假设检验，曲线拟合杭州电子科技大学硕士学位论文IIIABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofcomputersoftware,hardwareandcommunicationstechnology,anewcomputingmodelwhichiscalledcloudcomputinggenerates.Inthecloudcomputing,peoplecanenjoyavarietyofcloudservicesinthecloud,whichrequirescloudcomputingmanagementcentertoprovideeffectivesecuritymechanismtoguaranteethesecurityofserviceprovidersandcloudusersinserviceprocess.Thetrustmechanismwhichactsasaneffectivesolutionforthetraditionalnetworksecurityhasbeenwidelyappliedtogridcomputing,pervasivecomputinganddistributedcomputing.So,howtoestablishaneffectivetrustmodeltosolvethesecurityissuesoftheactualcloudenvironmenthasbecomeahotanddifficultissueofcloudsecurityfield.Trustmodelcansolvethesecurityofcloudcomputing,butintrustcloudcomputingmodel,therealsoneedtoestablishamechanismtoensuretheaccuracyandstabilityofthetrustmodel,especiallywhenthereisaqualityofserviceissues,unfairratingandmaliciousevaluationoftheentityofthecloudservicesintheevaluationprocessandneedtomakejudgmentandrecognitionofthesecircumstances,andalsoneedtoupdatethenewaccuracyandreliabilitytrustvalue.So,howtoensuretheaccuracyandreliabilityoftrustvaluegeneratedbythecloudentityisalsoafocusofthetrustmodel.Thisarticlecombinesthesetwoproblemsmentionedabove,focusonresolvingthesecurityissuesinthecloudcomputingenvironment,establishesatrustmodelbasedonevaluationmechanismsandtrustmanagementmechanismbasedonhypothesistestingandcurvefitting.Themainresearchworkincludesthefollowingthreeaspects:First,inordertosolvethesecurityproblemincloudcomputingespeciallyincloudserviceprocess,thisarticleresearchesanddesignsanevaluationmechanismsbasedcloudtrustmodel.Thetrustmodelbuildsaservicebehaviorevaluationsystembetweencloudserviceprovidersandcloudusers,afterobtainingaformalizedevaluationoftheentitiesitgetsthetrustandtrustvalueofoneentitytoanotherentityaccordingtocertainalgorithms.Bystudyingthesetrustvalues,wecansolvethetrustissuesbetweencloudusersandcloudserviceproviders.Inthisstep,expressthetrustrelationshipbyformalizedmethodwithanevaluationmechanismsbasedcloudtrust杭州电子科技大学硕士学位论文IVmodel.Secondly,inordertosolveuntruetrustandmaliciousentitiesproblemsinthetrustmodel,thisarticleestablishthetrustmanagementmechanismintrustmodel.Aftergetthecollectionofformalizedtrustvalueofabusinessentityinthetrustmodel,thetrustmanagementsystemusestwomethodswhichisthehypothesistestingbasedtrustmanagementmethodandthecurvefittingbasedtrustmanagementmethod,todynamicallyanalyzeandjudgethevalidityandaccuracyofthetrustvalue,andanalyzethebehaviorintentoftheentity.Sothatwecansolvetheissuessuchasunfairratingandmaliciousentitiesinthetrust-buildingprocesstoensuretheaccuracyandstabilityofthetrustmodel.Inthisstep,thisarticleproposethismechanismthatwillhelptoprotectthesecurityofthecloudenvironmentandimprovethequalityofcloudservices.Finally,fromtheviewofsimulationpoint,thisarticleapplythetrustmodeldesignedinthispapertothecloudemulator“CloudSim”platformresourceschedulingsystem.Inthisprocess,importtheexpressionofthetrustmodeltrusttheupdateoftrustanddecision-makingfactorsintoCloudSim,andextendCloudSim.Withtheaccuracyanddynamicadaptabilityexperiment,verifythattheintroducedevaluationmodelbasedtrustmodelcaneffectivelyproduce,judgeandupdatethetrustbehaviorofcloudentity,sothatitcanprotectthese