机会网络中基于博弈论的信任机制研究

摘要

机会网络依靠节点移动带来的相遇机会进行数据转发，不要求建立贯穿始终的端到端连接，对网络基础设施的依赖程度较低，能够在恶劣网络环境下进行自主组网，是未来网络的发展趋势，近年来成为国内外学术界关注的热点。机会网络具有传输时延大、传输错误率高和传输成功率低的特点，同时受限于节点自身的能量、存储能力和处理能力等因素，节点间不能建立固定的信任关系，机会网络存在传输性能低，网络可靠程度不高，缺乏安全性保证等问题。本文针对机会网络中尚存的不足，结合机会网络的特点，基于博弈论对构建机会网络中节点之间的信任机制进行研究。
　　首先，从机会网络中最为典型的Epidemic路由算法出发，提出一种改进的路由算法—r-Epidemic路由算法，为消息源节点提供具有足够可信度的节点作为下一跳转发节点，使消息进行有限规模的泛洪传播，降低数据分组副本在网络中存在的数量，避免因数据间不断发生碰撞抢夺有限的网络资源而导致的网络传输性能下降。
　　其次，提出一种基于定价-竞价交易模式的可信路由模型，源节点根据重要程度对消息进行定价，中间节点依据自身转发能力竞价获得转发机会，规避可信程度较低的自私节点，在不过多损耗网络传输性能的前提下，增加机会路由的安全性和可靠性。
　　最后，基于博弈论构建了一个机会网络下的信任“倒金字塔”分级机制，使用完全信息静态博弈评判机会路由中节点在不同博弈策略下博弈收益的不同，使网络整体的信任水平达到最大,在动态条件下建立节点之间的信任关系。最终达到提升机会网络路由传输性能和路由安全性的目的。
　　本文由改进机会网络中的典型路由算法入手，进而提出一种新的可信路由模型，最终基于博弈论提出一种适用于机会网络的信任机制。通过ONE仿真实验平台和MATLAB仿真实验结果以及博弈分析表明，本文构建的基于博弈论的信任机制对提高机会网络的传输性能和路由安全性有一定的帮助，对未来机会网络部署过程中的网络维护和管理具有广泛的应用前景。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文的组织结构

第2章 预备知识

2.1 机会网络

2.2 博弈论

2.3 ONE仿真平台

2.4 本章小结

第3章 基于信任机制的改进Epidemic路由算法

3.1 信任机制

3.2 博弈分析

3.3 仿真实验与结果分析

3.4 本章小结

第4章 基于博弈论的可信路由模型

4.1 可信路由模型

4.2 TRM-GT模型的博弈分析

4.3 仿真实验与结果分析

4.4 本章小结

第5章 基于静态博弈的信任等级模型

5.1 模型概述

5.2 博弈分析

5.3 仿真结果与分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文及参与的科研项目

致谢