2009-3-11-PPT-黄宏涛-P2P信任模型关键技术研究

P2P信任模型关键技术研究信任模型关键技术研究 姓 名：黄宏涛 专 业：计算机应用技术 研究方向：计算机网络及应用 指导教师：高 伟 副教授 2024/5/412/20论文章节论文章节仿真实验及结果分析仿真实验及结果分析信任值搜索算法信任值搜索算法P2P信任模型关键技术分析信任模型关键技术分析P2P网络信任模型研究网络信任模型研究 绪论绪论2024/5/42哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩3/20论文主要工作论文主要工作第第2章章第第3章章第第4章章第第5章章重点研究进行重点研究进行信任值计算前信任值计算前的信任值搜索的信任值搜索问题，提出问题，提出STRW算法解算法解决现有信任值决现有信任值搜索算法存在搜索算法存在的网络开销过的网络开销过大的问题。大的问题。针对对等网针对对等网络中存在的络中存在的安全问题，安全问题，对现有典型对现有典型信任模型进信任模型进行研究，并行研究，并分析现有信分析现有信任模型中存任模型中存在的问题。在的问题。深入研究构深入研究构造信任模型造信任模型过程中的关过程中的关键问题，对键问题，对现有的解决现有的解决每类问题的每类问题的各种方法进各种方法进行分析，指行分析，指出其优缺点出其优缺点与适用范围。与适用范围。对对STRW算算法搜索结果法搜索结果的准确性进的准确性进行仿真实验，行仿真实验，以证明以证明STRW算法算法不会因搜索不会因搜索范围的缩小范围的缩小而影响搜索而影响搜索准确性。准确性。2024/5/43哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩4/201.论文研究背景、目的与意义论文研究背景、目的与意义(1)应用平台应用平台市场市场/工业工业应用实例应用实例水平技术水平技术P2PP2P技术的应用范围十分广泛技术的应用范围十分广泛2024/5/44哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩5/201.论文研究背景、目的与意义论文研究背景、目的与意义(2)P2P的困惑的困惑我能我能相信它吗？相信它吗？2024/5/45哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩6/201.1.论文研究背景、目的与意义论文研究背景、目的与意义(3)(3)P2PP2P网络中的恶意行为？网络中的恶意行为？虚假评价虚假评价虚假服务虚假服务恶意行为恶意行为孤立的恶意行为孤立的恶意行为 协同的恶意行为协同的恶意行为 伪装的恶意行为伪装的恶意行为 混合的恶意行为混合的恶意行为 构建有效构建有效和规范的和规范的网络信任网络信任管理机制管理机制病毒传播病毒传播恶意攻击恶意攻击2024/5/46哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩7/202.P2P网络信任模型研究（网络信任模型研究（1）信任与信誉信任与信誉p信任是事先期望一个信任是事先期望一个实体执行特定动作的实体执行特定动作的主观可能性程度。主观可能性程度。p信誉是基于观察到的信誉是基于观察到的个体过去行为或过去个体过去行为或过去行为的信息而对个体行为的信息而对个体行为的期望。行为的期望。两者区别两者区别信誉强调的是一个集体信誉强调的是一个集体对某一个体（或群体）对某一个体（或群体）的综合的可信赖度的综合的可信赖度;信任更多强调的是信任信任更多强调的是信任个体对被信任方的主观个体对被信任方的主观信赖。信赖。2024/5/47哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩8/202.P2P网络信任模型研究（网络信任模型研究（2）p信任模型也被称为信任度信任模型也被称为信任度评估模型，它的主要功能评估模型，它的主要功能就是对实体之间的信任关就是对实体之间的信任关系进行评估，提供信任值系进行评估，提供信任值的计算或者根据服务请求的计算或者根据服务请求提供合适的引用链。提供合适的引用链。信任模型的定义信任模型的定义信任模型的分类信任模型的分类局部信任模型局部信任模型全局信任模型全局信任模型信任信任值搜值搜集范集范围的围的不同不同2024/5/48哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩9/202.P2P网络信任模型研究（网络信任模型研究（3）信信任任关关系系定定义义混混乱乱当前信任模型当前信任模型存在的问题存在的问题信信任任模模型型定定义义粗粗糙糙与与应应用用结结合合问问题题 性性能能的的评评价价困困难难 12342024/5/49哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩10/203.P2P信任模型关键技术分析（信任模型关键技术分析（1）信任描述信任描述信任数据信任数据的共享的共享信任数据信任数据的存储的存储P2PP2P信任模信任模型关键技术型关键技术信任值计信任值计算方法算方法信任评价信任评价标准标准2024/5/410哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩11/203.P2P信任模型关键技术分析（信任模型关键技术分析（2）二元描述二元描述多值描述多值描述连续值描述连续值描述描述粒度越来越细，描述粒度越来越细，精确度越来越高。精确度越来越高。信任值描述信任值描述2024/5/411哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩12/203.P2P信任模型关键技术分析（信任模型关键技术分析（3）q信任值存储方式信任值存储方式n方式一，由评价节点存储对目标节点的信任评方式一，由评价节点存储对目标节点的信任评估记录；估记录；n方式二，由目标节点存储其他节点对自身给出方式二，由目标节点存储其他节点对自身给出的评估；的评估；n方式三，节点间的评估记录交由第三方节点存方式三，节点间的评估记录交由第三方节点存储。储。评价指价指标请求求节点存点存储目目标节点存点存储第三方第三方节点存点存储安安 全全 性性较高高低低高高可可 靠靠 性性高高低低中中评价周期价周期长短短短短获取方式取方式即即时即即时通通过计算算获取算法取算法不不统一一不不统一一基本基本统一一带宽消耗消耗大大小小中中2024/5/412哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩13/203.P2P信任模型关键技术分析（信任模型关键技术分析（4）q信任数据的共享方式信任数据的共享方式n本地共享，每一个节点仅使用自身所积累的同本地共享，每一个节点仅使用自身所积累的同其他节点的交互经验，节点间并不共享关于其其他节点的交互经验，节点间并不共享关于其他节点的信任信息。他节点的信任信息。n部分共享，每一个节点仅向网络中的部分节点部分共享，每一个节点仅向网络中的部分节点共享信息，最常用的方式就是仅仅邻居节点间共享信息，最常用的方式就是仅仅邻居节点间进行信任信息的交换。进行信任信息的交换。n全局共享，其假定了一个搜集机制可以搜集网全局共享，其假定了一个搜集机制可以搜集网络中每一个成员的交互信息，并计算特定节点络中每一个成员的交互信息，并计算特定节点的全局信任值，可共享于整个网络。的全局信任值，可共享于整个网络。评价指标评价指标本地共享本地共享部分共享部分共享全局共享全局共享网络开销网络开销小小中中大大计算开销计算开销小小中中大大准确性准确性低低中中高高2024/5/413哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩14/203.P2P信任模型关键技术分析（信任模型关键技术分析（5）q信任评价标准信任评价标准n评价一次服务评价一次服务n多参数的加权平均值作为评价标准多参数的加权平均值作为评价标准n多参数产生多维信任作为评价标准多参数产生多维信任作为评价标准n评价多次服务评价多次服务n与交易本身有关的因素与交易本身有关的因素 n反应信任特性的参数反应信任特性的参数 n信任的动态性信任的动态性n信任的时间衰减性信任的时间衰减性n信任的上下文依赖性信任的上下文依赖性2024/5/414哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩15/203.P2P信任模型关键技术分析（信任模型关键技术分析（6）q信任值计算方法信任值计算方法n基于基于EigenRep模型的计算方法模型的计算方法 n基于基于PeerTrust模型的计算方法模型的计算方法 n基于基于Bayesian网络的计算方法网络的计算方法 n基于基于NICE模型的计算方法模型的计算方法 n基于矩阵变换的计算方法基于矩阵变换的计算方法 n基于模糊理论的计算方法基于模糊理论的计算方法 n基于基于Beth模型的计算方法模型的计算方法 计算方法算方法准确度准确度复复杂度度计算开算开销抗攻抗攻击能力能力EigenRepEigenRep高高高高大大低低PeerTrustPeerTrust较高高中中中中低低BayesianBayesian中中较高高较大大较低低NICENICE较高高中中中中中中矩矩阵变换较高高高高较大大较低低模糊理模糊理论较高高较高高较大大较低低BethBeth模型模型高高高高大大中中2024/5/415哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩16/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（1）q构建信任模型最关键的问题是信任值的计算，构建信任模型最关键的问题是信任值的计算，而进行信任值计算的先决条件是获取足够的而进行信任值计算的先决条件是获取足够的信任信息，即信任值搜索。信任信息，即信任值搜索。q信任值收集算法的优劣，直接影响整个信任信任值收集算法的优劣，直接影响整个信任模型的性能，也直接影响信任评估的准确度。模型的性能，也直接影响信任评估的准确度。2024/5/416哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩17/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（2）q目前的目前的P2P信任模型中常用的信任值收集信任模型中常用的信任值收集算法是洪泛算法算法是洪泛算法。基于基于GenutellaGenutella协议协议的的P2PREPP2PREPEigenTrustEigenTrust2024/5/417哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩18/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（3）qP2P文件共享产生的流量是因特网文件共享产生的流量是因特网最大的单最大的单项流量项流量Source:www.internet2.edu,July 04 Source:Eurpoean Tier I ISP Feb 04 BTBTHTTPHTTPeDonkeyeDonkeyInternet2 traffic statistics Eurpoean traffic 2024/5/418哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩19/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（4）q为了减少信任值搜索造成的网络开销过大的为了减少信任值搜索造成的网络开销过大的问题，本文在对现有信任值搜索算法进行分问题，本文在对现有信任值搜索算法进行分析的基础上，提出了一种基于析的基础上，提出了一种基于Random Walk理论的信任值搜索算法。理论的信任值搜索算法。q算法基本思想：引入算法基本思想：引入K遍历器随机游走算法遍历器随机游走算法进行信任值搜索，通过缩小信任值搜索范围，进行信任值搜索，通过缩小信任值搜索范围，达到减少网络开销的目的。达到减少网络开销的目的。2024/5/419哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩20/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（5）搜索结果搜索结果正确性正确性搜索结果搜索结果数量减少数量减少搜索范搜索范围缩减围缩减RW理论理论STRW算法算法可行可行减少减少网络网络开销开销是否会影响综合评是否会影响综合评 价结果的准确性价结果的准确性2024/5/420哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩21/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（6）信任关系信任关系直接信任直接信任推荐者信任推荐者信任信任链路信任链路2024/5/421哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩22/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（7）q双重动态信任拓扑双重动态信任拓扑 n直接信任图直接信任图n推荐者信任图推荐者信任图q信任值的存储信任值的存储n直接信任表直接信任表n推荐者信任表推荐者信任表 字段名称字段说明ID节点IDST服务类型SN成功次数FN失败次数V交易向量T信任值字段名称字段说明RID推荐者IDRST推荐服务类型RSN推荐成功次数RFN推荐失败次数RV推荐向量RT推荐者信任值2024/5/422哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩23/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（8）q信任值的初始化与更新信任值的初始化与更新n直接信任值更新直接信任值更新 n添加信任值添加信任值n更新信任值更新信任值n删除信任值删除信任值n推荐者信任值的更新推荐者信任值的更新n与直接信任值更新相似与直接信任值更新相似2024/5/423哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩24/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（9）qSTRW算法算法nK遍历器随机游走算法遍历器随机游走算法n通过并行通过并行k个漫游查询消息来提高查询速度。当节点发起查询个漫游查询消息来提高查询速度。当节点发起查询时，发出时，发出k个查询信息，而每个收到查询信息的节点将随机的个查询信息，而每个收到查询信息的节点将随机的选择自己的一个邻居，并将该查询信息转发给邻居节点。该算选择自己的一个邻居，并将该查询信息转发给邻居节点。该算法采用周期返回检测策略来实现查询截止。法采用周期返回检测策略来实现查询截止。n双重动态信任拓扑上的择优游走双重动态信任拓扑上的择优游走n每个收到查询消息的节点优先从推荐者信任表选择推荐者信任每个收到查询消息的节点优先从推荐者信任表选择推荐者信任值较高的节点转发查询消息，若没有满足条件的推荐者节点则值较高的节点转发查询消息，若没有满足条件的推荐者节点则从直接信任表选择直接信任值较高的节点转发查询消息。从直接信任表选择直接信任值较高的节点转发查询消息。2024/5/424哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩25/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（10）qSTRW算法搜索过程（算法搜索过程（K=4、d=4）2024/5/425哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩26/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（11）qSTRW算法伪代码见论文算法伪代码见论文39-40页页qSTRW算法分析算法分析n网络开销网络开销n在最坏情况下，设每条链路上的最大搜索深度为在最坏情况下，设每条链路上的最大搜索深度为d，其搜索最，其搜索最坏时间复杂度为坏时间复杂度为O（kd）。也就是说）。也就是说STRW算法在搜索信任值算法在搜索信任值过程中引发的网络流量（按发出的查询请求数据包个数统计）过程中引发的网络流量（按发出的查询请求数据包个数统计）最多为最多为k*d个个n传统的洪泛算法进行信任值搜索时引发的网络流量为传统的洪泛算法进行信任值搜索时引发的网络流量为 个，个，其中其中n为每个节点保存的信任关系的个数，为每个节点保存的信任关系的个数，m为进行洪泛查询为进行洪泛查询的查询深度的查询深度 nSTRW算法引发的通信流量要远小于传统的洪泛算法（指数级算法引发的通信流量要远小于传统的洪泛算法（指数级增长）增长）2024/5/426哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩27/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（12）qSTRW算法分析算法分析n查询效率、准确率查询效率、准确率 n查询效率查询效率n推荐者信任关系在搜索过程中充当快捷链接的作用，使搜推荐者信任关系在搜索过程中充当快捷链接的作用，使搜索平均路径缩短。索平均路径缩短。n查询准确率查询准确率n择优游走使搜索过程顺着提供诚实推荐可能性最高的信任择优游走使搜索过程顺着提供诚实推荐可能性最高的信任链路走下去，能够保证搜索结果尽可能准确。链路走下去，能够保证搜索结果尽可能准确。2024/5/427哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩28/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（13）q双重动态信任拓扑模型的变化双重动态信任拓扑模型的变化 n随着系统的运行，节点之间的直接信任关系及随着系统的运行，节点之间的直接信任关系及推荐者信任关系也在发生着动态变化。推荐者信任关系也在发生着动态变化。2024/5/428哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩29/204.信任值搜索算法（信任值搜索算法（14）q惩罚机制惩罚机制n当节点搜索提供优质服务的节点的信任信息的当节点搜索提供优质服务的节点的信任信息的时候可以迅速得到充足的、准确的推荐信息。时候可以迅速得到充足的、准确的推荐信息。n提供诚实推荐的节点会得到越来越多的推荐机提供诚实推荐的节点会得到越来越多的推荐机会。会。n提供虚假服务或虚假推荐的节点在网络中的地提供虚假服务或虚假推荐的节点在网络中的地位会被逐渐边缘化。位会被逐渐边缘化。信任关系网络的信任关系网络的Small WorldSmall World现象现象 2024/5/429哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩30/205.仿真实验与结果分析仿真实验与结果分析q实验目的实验目的:测试测试STRW算法对信任值综合评算法对信任值综合评价计算结果准确性的影响。价计算结果准确性的影响。q实验过程：实验分为实验过程：实验分为4组进行，每组实验分组进行，每组实验分别在提供虚假推荐信息的节点占节点总数的别在提供虚假推荐信息的节点占节点总数的0%、10%、30%与与50%的情况下进行。的情况下进行。0%10%30%50%2024/5/430哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩31/206.结论结论详细分析了详细分析了P2P网络的安全问题，得网络的安全问题，得出信任关系的研究是其核心安全需出信任关系的研究是其核心安全需求的结论。深入研究信任机制及求的结论。深入研究信任机制及P2P信任模型的相关概念、用途，指出信任模型的相关概念、用途，指出了现有信任模型中信任关系定义混了现有信任模型中信任关系定义混乱、模型构造较为粗糙、与具体应乱、模型构造较为粗糙、与具体应用结合不够紧密、性能评价困难等用结合不够紧密、性能评价困难等不足之处。不足之处。深入分析信任模型构造过程中的若干深入分析信任模型构造过程中的若干关键问题，得出了若干结论：用连续关键问题，得出了若干结论：用连续值描述信任值比离散值描述更为精确；值描述信任值比离散值描述更为精确；信任值的三种存储方式中由资源请求信任值的三种存储方式中由资源请求节点保存信任值的可靠性最高，应用节点保存信任值的可靠性最高，应用最为广泛；信任值的存储方式从本地最为广泛；信任值的存储方式从本地共享到全局共享可以获得更好的计算共享到全局共享可以获得更好的计算准确性，但网络通信和流量的开销在准确性，但网络通信和流量的开销在变大，管理复杂度也在增大；变大，管理复杂度也在增大；信任值评价方法中多维信任对于同一信任值评价方法中多维信任对于同一次服务质量从不同方面进行评价，既次服务质量从不同方面进行评价，既反映了评价者的主观性，又适合推荐，反映了评价者的主观性，又适合推荐，但这种建模方法过于复杂；计算信任但这种建模方法过于复杂；计算信任值的各种方法在计算准确度、复杂度、值的各种方法在计算准确度、复杂度、计算开销上各有长短，但都不能够有计算开销上各有长短，但都不能够有效的解决恶意攻击，尤其是团伙合谋效的解决恶意攻击，尤其是团伙合谋攻击。攻击。重点研究了重点研究了P2P信任模型中的信任值搜信任模型中的信任值搜索算法，指出现有搜索算法网络开销索算法，指出现有搜索算法网络开销过大的不足，提出过大的不足，提出STRW算法用于解算法用于解决该问题。相关性能进行分析，证明决该问题。相关性能进行分析，证明STRW算法网络开销远小于传统的洪算法网络开销远小于传统的洪泛算法。最后通过仿真实验得出了泛算法。最后通过仿真实验得出了STRW算法为了减少网络开销而缩小算法为了减少网络开销而缩小搜索范围不会影响搜索结果的准确性搜索范围不会影响搜索结果的准确性的结论。的结论。不适用基于结构化不适用基于结构化P2PP2P网络的信任模型网络的信任模型 没有对没有对STRWSTRW算法中算法中快捷链接对搜索速快捷链接对搜索速度的提高进行验证度的提高进行验证 没有在没有在STRWSTRW算法的算法的基础上构造一个完基础上构造一个完整的信任模型整的信任模型没有探讨其它基于没有探讨其它基于非结构化非结构化P2PP2P网络的网络的搜索算法应用于信搜索算法应用于信任值搜索的可能性任值搜索的可能性 2024/5/431哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩32/20攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果拟发表论文拟发表论文1高伟，张国印，王崇香，黄宏涛改进的组内与组间通告算法哈尔高伟，张国印，王崇香，黄宏涛改进的组内与组间通告算法哈尔滨工程大学学报（已投稿）滨工程大学学报（已投稿）2高伟，张国印，王崇香，黄宏涛一种改进的最近加入算法计算机高伟，张国印，王崇香，黄宏涛一种改进的最近加入算法计算机应用技术（已投稿）应用技术（已投稿）3高伟，张国印，王崇香，黄宏涛一种改进的基于节点处理性能的管高伟，张国印，王崇香，黄宏涛一种改进的基于节点处理性能的管理者选择算法哈尔滨工程大学学报（已投稿）理者选择算法哈尔滨工程大学学报（已投稿）4高伟，张国印，黄宏涛，王崇香基于高伟，张国印，黄宏涛，王崇香基于Random Walk理论的信任值理论的信任值搜索算法哈尔滨工程大学学报（已投搞）搜索算法哈尔滨工程大学学报（已投搞）参加科研项目参加科研项目12007.12-2008.9 参加项目参加项目“基于开源软件的基于开源软件的DOCS平台应用技术研平台应用技术研究究”22008.3-2008.12 参加项目参加项目“面向计算机基础教学提高学生自主学面向计算机基础教学提高学生自主学习能力的网络助教系统研究与实践习能力的网络助教系统研究与实践”2024/5/432哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩33/20谢谢大家！谢谢大家！谢谢各位老师给予指导！谢谢各位老师给予指导！2024/5/433哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院硕士学位论文答辩