基于平衡理论的分布式P2P信任网络发现算法研究

摘要

在近几年来P2P网络技术有着飞速的发展，日常网络中的多种应用以离不开P2P技术的支持。P2P网络与传统的C/S模式相比具有对等性、开放性等特点，给各个领域应用发展带来了极大的便利，也正是由于这些特点，使得P2P网络面临着一些前所未有的安全问题。如恶意节点攻击，共谋团体欺骗，恶意病毒的传播以及知识产权保护等问题。因此如何建立P2P网络的信任模型、检测网络中的恶意节点以及进行一系列的信任推测对P2P技术的未来发展具有重要的理论意义和实际价值。一些学者提出了许多根据节点历史通讯信息或全局节点信誉值等方式构建可信的P2P网络模型的方案，但许多方案在抵抗恶意节点攻击、检测共谋团体恶意行为以及网络通信量等方面还存在着较多的问题。
　　本文在阅读大量相关文献的基础上，针对目前多种信任模型进行了具体的分析。并对目前建模算法普遍面临的恶意行为攻击等问题，提出了一种基于平衡理论的分布式P2P网络的信任模型发现算法以及基于信任结构的信任发现算法。经过研究发现，平衡理论中所定义的实体之间的平衡状态可以对应到P2P网络中的节点信任关系。基于平衡理论的信任建模对原始P2P网络进行分析，寻找其中满足平衡条件的三角形结构，进而将网络中的所有处于平衡状态的三角形结构提取出来，构建初步的信任网络。为了解决抵制单个恶意节点的攻击以及共谋团体的恶意行为的问题，本文在深入研究大量文献的基础上，提出了针对恶意节点以及共谋团体的检测方案。在共谋团体恶意行为的检测中，引入了节点的相关性概念，通过计算节点间的相关性进而检测恶意共谋团体。在信任推测算法中，引入了基于平衡理论的平衡因子，分别对节点、链接以及整个网络的平衡性进行了计算。通过假设对目标节点的信任值，评估该假设对节点的平衡性的影响，进而根据影响情况对假设的信任值进行评价。
　　本文首次将平衡理论应用到了P2P网络信任网络的发现中，并使用Epinions数据集对模型进行了实验分析。实验表明基于平衡理论的信任发现算法以及基于平衡结构的信任发现算法有较好表现，对构建P2P信任网络具有重要作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 P2P网络的概况

1．2 P2P网络国内、外发展与研究现状

1．2．1 P2P网络国内的发展与研究现状

1．2．2 P2P网络国外的发展与研究现状

1．3 P2P网络所面临的问题

1．4 研究内容及主要贡献

1．5 论文的组织结构

第2章 相关技术介绍

2．1 P2P网络的相关技术

2．1．1 P2P网络的基本概念

2．1．2 P2P网络的网络模式介绍

2．1．3 P2P网络的分类

2．2 信任的基本概念

2．2．1 信任的定义

2．1．2 信任的分类

2．1．3 信任的特点

2．3 信任建模算法概述

2．3．1 基于局部历史信息的信任模型

2．3．2 基于全局历史信息的信任模型

2．3．3 基于历史信息相关性的信任模型

2．3．4 基于信任证据链传递的信任模型

2．4 恶意节点相关概念

2．5 Epinions数据集介绍

2．6 皮尔逊相关系数相关概念

2．7 本章小结

第3章 基于平衡理论的信任发现算法

3．1 公式以及符号定义

3．2 平衡理论

3．3 T3信任结构

3．4 T1信任结构

3．5 本章小结

第4章 基于信任结构的P2P信任网络发现算法

4．1 公式以及符号定义

4．2 基于信任结构的恶意节点检测

4．2．1 单个恶意节点检测

4．2．2 共谋团体检测

4．3 基于信任结构的信任推测

4．4 本章小结

第5章 实例分析与仿真验证

5．1 基于平衡理论的信任发现算法

5．1．1 实例分析

5．1．2 仿真验证

5．2 基于信任结构的恶意节点检测算法

5．2．1 实例分析

5．2．2 仿真验证

5．3 基于信任结构的信任推测算法

5．3．1 实例分析

5．3．2 仿真验证

5．4 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况