P2P系统中软安全的相关问题研究

摘要

由于P2P网络中任何网络设备可以为其他网络设备提供服务的固有优势，P2P计算已经在许多大型的分布式系统中得到了广泛的应用，对等P2P网络已经成为Internet中最重要的应用系统之一。然而，由于P2P网络的开放、匿名以及节点之间松藕合关系等特性，导致应用中存在大量不可靠或恶意的资源，使得P2P的服务质量比传统网络更无法保证。P2P网络除了解决传统网络需要解决的硬安全问题，即访问控制、加密等，还必须采用社会化控制来保证网络中的软安全，即公平、信任等问题。
　　 目前最主要的解决措施是在网络中建立可靠的信任模型来建立节点之间的信任关系，利用反应节点历史行为的信任值来预测节点的未来行为。信任值的计算主要依赖于交互节点的反馈信息和邻居节点的推荐。然而，现有对基于反馈机制信任模型的研究很少考虑到节点的假反馈行为，即反馈信息的可信度，这很大程度影响了节点信任值的真实性。其次，现有模型大多缺少反馈激励机制，以致系统中的反馈信息量非常少而影响节点信任值的真实性，另一方面缺少反馈惩罚机制也会导致系统中假反馈的增多，进而影响节点信任值的真实性。P2P网络中广泛存在的另一个问题是公平性的缺失，这直接带来的最大问题是搭便车，它消耗了有限的带宽资源，但是对系统的贡献却很少甚至没有，这也是现有许多信任模型没有解决的问题。
　　 针对上述普遍存在的问题，本文深入研究了信任管理的现状，并提出新的信任模型，该模型采取了相应的解决措施。首先利用基于密度的聚类算法识别和过滤出各种形式的恶意反馈，仅利用聚类出的有效反馈信息来计算节点的信任值，确保了信任值的可靠性，使得P2P的服务质量得到进一步改善。文章会对有不同恶意节点比例的系统中信任值的计算误差进行仿真试验，以说明其有效性，这也是本文所关注的主要内容。其次，本文提出将节点的反馈行为作为其信任值的一个度量，这样就为节点的反馈带来了惩罚和激励机制，当节点积极地对其他节点进行诚实评价可以提高自身的信任值，反之则会降低信任值，节点的信任值与其反馈行为紧密相连，可有效地遏制虚假反馈，鼓励诚实反馈。最后，本文在对信任值计算时还考虑了公平性原则，公平性是指节点获取资源必须以提供足够的资源为前提，促使节点积极地共享自身资源，很好地抑制搭便车等类似行为。
　　 最后，总结了本文提出的方案，并明确了未来工作方向。