P2P网络的信任模型和激励机制研究

南京邮电大学硕士学位论文P2P网络的信任模型和激励机制研究姓名：唐宇申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：张登银20090301P2P网络的信任模型和激励机制研究作者：唐宇学位授予单位：南京邮电大学相似文献(10条)1.学位论文左敏P2P对等网系统软安全若干关键问题研究2008对等网在文件共享、内容分发、分布式存储、分布式计算等众多应用领域显示出了独特的魅力，但其开放性、对等性、自主性和无监督性也带来许多特殊的安全问题。本文关注的是对等网中具有强烈社会性属性的软安全问题，其中公平和信任是问题的核心，文件污染是一个典型和集中的表现。对等网公平性问题的重要表现是搭便车现象，有效的激励机制可减少搭便车现象的出现。对等网中信任的缺失导致了文件污染、服务欺诈等严重的安全问题，在开放的平面式对等网络中尤其突出。对等网文件污染破坏了安全和互利的共享资源环境，降低了资源的可用性，并为病毒、蠕虫等恶意文件的传播提供了便利，对文件共享系统的内容安全造成了严重威胁。本文研究重点之一是基于微支付的公平激励机制，在交易方的身份管理、帐户管理、支付与兑现这三个核心技术上分别提出了新的协议和方案，使微支付系统能更好地适应对等网结构的无中心化、节点行为的自主性以及用户群中信任缺失的环境特点。与现有研究文献和实用系统中的解决方案相比，本文中的研究成果能够更好地保证对等交易的公平性，并进一步降低第三方的参与度和对服务器的依赖性；重点之二是平面式对等网络中的信任管理问题，针对平面式对等网络的特殊环境，在信任主体的身份管理、评价信息的存储与获取、评价信息的整合与信任的评估这三个核心问题上提出了新的方案和算法，形成一种个性化的分布式信任管理机制，使节点能以自己的经验和判断为信任根，利用系统在经验共享和交流上所提供的便利，做出可靠的信任决策。与现有对等网信任管理系统相比，本文所提出的个性化分布式信任管理机制能够更有效地识别不可靠的推荐信息，在无权威信任根的分布式环境中为节点提供可靠的个性化信任决策支持；重点之三包括两个方面，一是通过建模和仿真分析加深对文件污染传播规律的理解，二是在掌握规律的基础上综合分析现有的污染防治措施并探索新的污染防治方法。本文借鉴生物学和医学中的传染病模型，为对等网中的文件传播和污染扩散过程建立了一个离散时间状态转移统计模型。通过对模型进行极限情况下的数学推导和一般情况下的仿真分析，揭示出用户群统计属性、污染者实施污染的策略，以及系统辅助措施(通过影响用户的选择策略来发挥作用)等因素对文件传播和污染扩散规律的影响。在此基础上提出了一种新的“合作报警”污染防治机制，并讨论了对等网文件污染的综合防治问题。本文主要创新点如下：1、在对等网微支付和信任管理系统的身份管理方面，提出了一种外部Email系统与基于身份的公钥密码体制相结合的解决方案，大大降低了节点身份管理的复杂度，可更好地适应对等网这种特殊的业务环境。2、在对等网微支付系统的帐户管理方面，提出以ChordDHT为支撑的分布式帐户管理方案L-ChordBank，使节点账户管理无需专门服务器或中介节点。通过安全哈希和冗余备份，L-ChordBank可保证账户信息具有概率意义上的安全性。3、在对等网微支付系统的支付与兑现方面，提出了一种乐观的公平交换协议、独立于支付过程并可滞后批量进行的兑现协议、以及投诉处理和惩罚机制，在降低对中心服务器的依赖性、降低第三方参与度、以及保证公平性方面都有明显改进。4、在信任评估算法方面，提出了一种新的基于合作过滤技术的个性化信任评估算法，并针对最常用的二进制评价系统提出了一种适应性合作过滤的算法优化方案。算法的性能和有效性通过仿真实验得到比较和验证。5、为对等网中的文件污染现象建立了一个分析模型，通过数学推导和仿真实验揭示了影响文件污染扩散过程的几个关键因素，包括用户群行为统计属性、污染者的污染策略以及系统中的辅助机制等，加深了对文件污染扩散规律的理解。6、提出了一种新的、完全分布式的文件污染防治机制--合作报警，用仿真实验证明了该措施的有效性，并分析了它对虚警攻击的免疫力。2.学位论文邓伟杰IPv6组播与P2P协作数据传输2008Peer-to-Peer(P2P)以其丰富的应用模式正在迅速流行，在短短几年里，P2P应用己成为了占用Internet流量最多的应用，被《财富》杂志称为改变互联网未来发展方向的四大技术之一。在这充满魅力和挑战的领域中，P2P应用的底层支撑技术正越来越为人所重视，有着积极的研究意义。随着IPv6网络的组播演进以及组播应用的飞速增长，组播服务势必会成为下一代IPv6Internet上的一种主要的网络服务。目前许多制订关于组播技术的协议标准。在服务于IPv4的基础上，都充分考虑了对IPv6的支持。本课题的项目背景是CNGI大规模路由和组播研究实验的子项目，此项目的是验证纯IPv6环境下的P2P可行性及性能、大规模IPv6组播的性能，因此设计和实现了基于IPv6组播和P2P技术的文件分发系统。本文首先研究了P2P技术和IPv6组播，并在基于IPv6组播和P2P技术的文件分发系统基础上，重点阐述了IPv6组播和P2P协同传输数据；利用P2P技术找回组播传输丢失的分片；利用P2P技术将组播数据从一个组播域扩散到其他组播域。本文大体上可以分4个部分：第一个部分详细介绍了P2P技术和IPv6组播；第二个部分分析了文件分发系统的系统结构；第三部分重点阐述了IPv6组播和P2P协同传输数据；第四个部分为相关测试。3.学位论文黄国伟对等网络中服务可用性问题研究2009P2P网络在文件共享、内容分发、分布式存储、分布式计算等众多应用领域显示出了独特的魅力，是近年来学术界研究的热点。然而，由P2P网络中节点行为自主性引起的服务公平性缺失与信任缺失问题对P2P网络服务的可用性造成了消极影响，严重制约了P2P技术的进一步发展。P2P网络服务公平性问题的重要表现是理性用户的搭便车现象，理性用户只索取不付出的自私行为导致了P2P网络服务资源的匮乏与服务质量的降低；P2P网络节点间信任的缺失则导致了诸如服务欺诈、路由攻击等问题，严重影响了P2P网络服务的可靠性与安全性。本文围绕节点自主行为造成P2P网络服务可用性降低的问题，对节点间信任的建立与节点行为的激励展开了深入研究与探讨，主要工作包括以下几个方面：br　　(1)本文提出了P2P网络的节点信息管理方案DNIM，方案通过提供节点信息的存储与查询服务，帮助节点了解彼此的行为特征以及建立节点间的信任关系。区别于已有方案，DNIM方案具有以下特点：首先，方案以底层结构化P2P网络为支撑，节点信息由网络中所有节点共同管理，充分适应P2P网络无中心化的结构特点；其次，方案通过节点信息存储的安全映射机制、节点信息的冗余存储机制以及节点信息表决策略，保证节点信息在概率意义上的存储安全性；再次，方案通过节点信息的转移与备份，降低了P2P网络动态性对节点信息管理的影响。br　　(2)针对节点自私行为引起的结构化P2P网络中文件可用性降低问题，本文提出了基于节点信誉的文件可用性保护方案GFARep。GFARep方案通过引入匿名监测查询的概念，保证方案能有效地捕捉节点在文件发布与查询过程中影响文件可用性的行为；同时，方案通过在节点信誉计算中融合节点的当前行为、历史行为以及行为变化趋势，保证节点信誉在反映节点行为特征方面的准确性与公平性。在节点信誉基础上，方案的文件访问控制机制为节点的正常行为提供了必要的激励。实验结果表明GFARep方案能够以较低的开销准确地监测节点的自私行为，有效抑制节点自私行为对文件可用性的影响。br　　(3)针对P2P网络数据传输应用中节点服务的激励问题，本文提出了一种市场模型，并对数据传输服务的提供者与消费者在市场模型中的行为目的进行分析。分析表明，服务提供者能够在保证其自身利益的同时促进数据传输应用的整体服务性能优化。在分析的基础之上，本文提出了基于虚拟货币支付机制的节点服务激励方案VCOPDT。VCOPDT方案通过市场概念和虚拟货币支付概念激励节点积极提供数据传输服务，以保证数据传输服务的丰富性；在另一方面，方案通过采用交易审查机制与服务奖励机制，激励服务提供者实现数据传输应用对消费者的服务性能优化，提高消费者对数据传输服务的整体满意度。模拟结果表明，与其它服务方案相比，VCOPDT方案能够充分激励数据传输服务的提供，并能有效促进服务性能的优化。br　　(4)本文针对结构化P2P网络消息路由机制的保护问题展开初步探讨，提出了基于节点信誉的路由机制保护方案GRRep。GRRep方案通过结合两种属于不同层次的信誉机制——本地信誉机制与全局信誉机制，分别对节点在路由机制中的短期与长期行为进行评估，并帮助节点避免与不可信节点发生路由交互。在本地信誉机制中，节点能够根据其本地路由经验保护其路由表与邻居集合的路由安全性；全局信誉机制以本地信誉机制为基础，通过节点路由评价的融合与节点信任的传递，客观地衡量节点在消息路由中的长期表现，并通过节点全局信誉的公开化，帮助节点能够在全局角度上建立彼此的路由信任关系。在节点信誉的基础上，GRRep方案通过限制节点连接的方式为节点的正常路由行为提供激励并降低节点自主行为对路由机制的影响。最后，模拟实验结果验证了GRRep方案在保护对等网络路由机制方面的有效性。4.学位论文喻梅基于P2P系统的分布式查询算法的研究2008对等网络是一种资源分布利用与共享的网络体系架构，与目前网络中占据主导地位的客户机/服务器体系架构相对应。基于Web应用，使C/S结构获得巨大成功。但在这种体系架构下，网络的能力和资源全部集中在中央Server，它们成为网络开放和能力扩展的瓶颈。与C/S网络架构相反，P2P的网络架构在进行媒体通信时不存在中心节点，节点之间是对等的，即每一个节点可以进行对等的通信，各节点同时具有媒体内容的接收、存储、发送和集成及其对媒体元数据（Metadata）的搜索和被搜索功能等。这种网络架构所带来的优点使P2P网络各节点的能力和资源可以共享；理论上说，网络的能力和资源是P2P各节点的总和。在P2P体系架构中，内容不再集中在网络的中央Server，而是分布在靠近用户的网络边缘的各P2P节点上。P2P技术的应用使得业务系统从集中向分布演化，特别是服务器的分布化，克服了业务节点集中造成的瓶颈，大大降低系统的建设和使用成本，提高网络及系统设备的利用率。在典型的P2P网络中，数据资源分布在各个独立的节点上，如何高效地索引、查找、定位以及访问这些数据信息资源是一个重要问题。最新的成果都是基于DHT（DistributedHashTable）的分布式查找和路由算法，DHT在应用层上把所有的P2P节点组织成一个结构化的重叠网络，文件索引分布其中，查询报文将通过这个重叠网络路由。DHT通过分布式哈希函数，将输入的关键字唯一映射到重叠网络中的某个节点上，然后通过某些路由算法同该节点建立连接。典型的这一类P2P网络拓扑结构模型有CAN、Chord、Pastry、Tapestry等。本文结合P2P网络的新特点和资源定位的特点，围绕DHT寻路效率的改善，提出了优化的方案，并对该方案进行了性能分析。通过分析阐明了这些方案能有效地改善现有DHT寻路效率。主要研究工作如下：⑴提出双向路由结构的Chord环。在基于DHT的Chord的路由表中，只存在顺时针的路由信息，寻路只能沿顺时针进行，但当目的节点落在从当前节点开始的沿顺时针方向的后半环时，逆时针查找所经过的跳数可能会比顺时针查找的跳数少，寻路时延也会降低。为此提出在节点的路由表中增加逆时针路由，使查找可以在两个方向上选择一个相对好的路由跳转，即跳到离目的节点最近的节点，这样可以减少查找的逻辑跳数，缩短寻路时间，提高查询效率。⑵提出基于B+树的分布式哈希表路由结构。B+树结构是一种有序的平衡的多叉树，可以通过B+树为P2P网络中的节点标识符建立树型索引，以实现范围查找。这种结构组织的节点标识符索引在进行关键字查找时，通过索引可以将