一种基于声誉的网络空间协作治理激励方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于声誉的网络空间协作治理激励方法和装置，其中，该方法包括：利用服务器观察评估者自治域与被评估者自治域交互的历史信息；其中，历史信息包括评估者自治域向被评估者自治域发起一次数据或服务请求；根据历史信息，通过评估算法得到被评估者自治域的声誉评估结果；基于被评估者自治域的声誉评估结果，对被评估者自治域进行声誉更新以激励各自治域参与协作治理；其中，声誉更新包括事件触发式和批处理式两种模式。本发明激励各自治域积极参与协作治理，贡献自己的数据和服务，使得理性自私的自治域在机制下交互时，积极贡献数据和服务符合个人利益，成为占优策略。

说明书

技术领域

本发明涉及互联网应用领域，尤其涉及一种基于声誉的网络空间协作治理激励方法和 装置。

背景技术

高效的网络空间治理离不开各组织的积极配合。但目前全球互联网的管理是相对分散 和独立的——由各独立的自治域(Autonomous System，AS)松散耦合而成，每个自治域独 立管理域内网络。网络空间治理需要有效的域间协作。

域间协作治理具体体现在各参与协作的AS应开放共享数据和服务，如网络安全预警信 息、测量数据、探针资源、信息查询服务。然而，提供数据和服务需要消耗AS自身资源，前期需要人力、物力投入，后期会带来存储、电力、运维开销。同时，提供数据和服务也 容易带来隐私泄漏风险和安全问题。自私的AS可能拒绝为其他AS提供数据和服务，或提 供低质量的数据和服务，以降低自身开销。这种自私的行为将极大地损害协作治理的效率。

当前网络空间协作治理存在激励问题：在没有激励存在时，协作不可能成为系统中的 占优策略。现有域间协作治理缺乏盈利性，同时对参与协作的AS缺乏中央控制，无法约 束AS的自私行为。

一种典型自私行为是AS之间共享数据和服务时，AS会向其他AS请求数据，但在收到其他AS请求使用服务的消息时，拒绝提供相应的服务。这种自私的行为不仅不利于网 络空间安全问题的解决，还会极大地打击其他协作治理参与者的积极性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于为激励各AS积极参与协作治理，贡献自己的数据和服务，为 网络空间域间协作治理设计了一种基于声誉的网络空间协作治理激励方法，使得理性自私 的AS在机制下交互时，积极贡献数据和服务符合个人利益，成为占优策略。

本发明的另一个目的在于提出一种基于声誉的网络空间协作治理激励装置。

为达上述目的，本发明一方面提出了一种基于声誉的网络空间协作治理激励方法，包 括以下步骤：

利用服务器观察评估者自治域与被评估者自治域交互的历史信息；其中，所述历史信 息包括所述评估者自治域向所述被评估者自治域发起一次数据或服务请求；根据所述历史 信息，通过评估算法得到所述被评估者自治域的声誉评估结果；基于所述被评估者自治域 的声誉评估结果，对所述被评估者自治域进行声誉更新以激励各自治域参与协作治理；其 中，所述声誉更新包括事件触发式和批处理式两种模式。

本发明实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励方法，能够提供高质量的数据和服 务，极大地提高协作治理的效率。

另外，根据本发明上述实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励方法还可以具有以 下附加的技术特征：

进一步地，所述观察包括直接观察和间接观察；其中，所述直接观察是指根据所述评 估者自治域自身与所述被评估者自治域的直接交互信息，评估所述被评估者自治域声誉； 其中，所述直接交互信息为一手信息；所述间接观察是指根据所述评估者自治域通过观察 所述被评估者自治域与其他被评估者自治域的间接交互信息，评估所述被评估者自治域声 誉；其中，所述间接交互信息为二手信息。

进一步地，将所述一手信息和所述二手信息赋予不同的权重，用权重矩阵表示为：

w＝(w

其中，w

进一步地，所述评估者自治域交互过的所述被评估者自治域的多维历史向量表示为：

其中，f表示i与j交互的频率，c表示j愿意提供数据或服务的频率，

进一步地，对于所述评估者自治域评价所述被评估者自治域的服务质量时，采用指数 平滑法对不同时间的评价进行加权平均：

φ(t)＝τ·φ(t-1)+(1-τ)φ(t)

其中，右端

进一步地，所述多维历史向量中f,c,

φ

其中，I∈{0,1}是指示函数，τ是时间因子，t时刻的实时评价

进一步地，所述评估者自治域对被评估者自治域的综合声誉评估计算公式如下：

δ

其中，w

为达到上述目的，本发明另一方面提出了一种基于声誉的网络空间协作治理激励装置， 包括：

信息收集模块，用于利用服务器观察评估者自治域与被评估者自治域交互的历史信息； 其中，所述历史信息包括所述评估者自治域向所述被评估者自治域发起一次数据或服务请 求；声誉评估模块，用于估根据所述历史信息，通过评估算法得到所述被评估者自治域的 声誉评估结果；声誉更新模块，用于基于所述被评估者自治域的声誉评估结果，对所述被 评估者自治域进行声誉更新以激励各自治域参与协作治理；其中，所述声誉更新包括事件 触发式和批处理式两种模式。

本发明实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励装置，能够提供高质量的数据和服 务，极大地提高协作治理的效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和 容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的去中心化的声誉机制框架示意图；

图3为根据本发明实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励装置的结构示意图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组 合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发 明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的基于声誉的网络空间协作治理激励方法及 装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的基于声誉的网络空间协作治理激励方 法。

图1是本发明一个实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励方法的流程图。

如图1所示，该基于声誉的网络空间协作治理激励方法包括以下步骤：

步骤S1，利用服务器观察评估者自治域与被评估者自治域交互的历史信息；其中，历 史信息包括评估者自治域向被评估者自治域发起一次数据或服务请求。

可以理解的是，本发明将系统建模为时间离散型，每个时间步进行一轮交互。假设系 统中存在N个AS，集合记作N。在每轮交互中，每个AS需要向系统中某个特定AS发起 一次数据或服务请求。

具体地，声誉评估的第一步是声誉信息的收集。每个AS的声誉应反映它与其他AS的 交互历史。每个AS通过两种途径收集其他AS的声誉信息：直接观察和间接观察。直接观察指AS i将自身与AS j的直接交互经历作为评估AS j声誉的依据，获取的信息称为一手信息；间接观察指AS i通过观察AS j与其他AS交互的经历作为评估AS j声誉的依据，获 取的信息称为二手信息。

一方面，一手信息能够相对更加准确地评估声誉。因为歧视的存在，一个AS可能对不 同AS的反应不同，二手信息存在不适用问题。但另一方面，对特定的两个AS，直接交互样本数目少，一手信息积累速度慢，不利于快速发现自私的AS。利用二手信息可以加速这一过程。

为了利用二手信息加速AS类型识别，同时降低二手信息的不准确性，本发明给一手信 息和二手信息赋予不同的权重，用权重矩阵：

w＝(w

表示，其中w

进一步地，AS的历史交互信息在每轮交互后更新。在交互历史更新后，各AS间需要保持二手信息的同步。二手信息需要在网络中不断传播以保持AS间信息同步。为减轻网 络通信带宽消耗压力，规定AS间同步二手信息时传播评估后的声誉信息δ

步骤S2，根据历史信息，通过评估算法得到被评估者自治域的声誉评估结果。

具体地，本发明地声誉计算所需收集的历史信息格式及基于历史信息的声誉值算法。 在评估目标AS的声誉时，每个AS存储与其他AS交互的历史向量，声誉在AS之间同步，AS1根据同步到的历史声誉和存储的历史向量更新对目标AS0的声誉评估。

为尽可能考虑多方因素影响，全面评估声誉，这里采用多维向量记录AS的历史行为信 息，基于多维历史向量对AS的声誉进行评估。

具体地，每个AS i维护关于与它交互过的AS j的多维向量：

其中，f表示i与j交互的频率，c表示j愿意提供数据或服务的频率，

进一步地，由于AS在持续优化自身策略，在不同策略间切换，AS的类型有可能随时间发生改变。在前表现良好的AS，后续可能拒绝提供服务；在前期表现自私的AS，后续 也可能采取协作。不同时间的历史信息对判断AS类型的参考价值不相同。考虑到时间对 信息参考价值的影响，在评估信息重要程度时，设计了时间因子τ。距离当前时刻越近的 信息时间权重越大，距离当前时刻越远的信息时间权重越小。

每个AS评价目标AS的服务质量时，采用指数平滑法，对不同时间的评价进行加权平 均：

φ(t)＝τ·φ(t-1)+(1-τ)φ(t)

其中，右端

指数平滑法为历史评价赋予了随时间指数递减的权重。与对AS的所有历史行为一视同 仁相比，在评估时对AS近期的表现赋予更大的权重一方面允许早期表现自私的AS通过重 新积极贡献高质量的数据和服务恢复评价，另一方面使得已经积累较高评价的AS有动机 持续贡献高质量的数据和服务。

进一步地，声誉的评估依赖于历史向量。但新加入的AS没有与其他AS的历史交互信 息。评估新加入的AS的声誉是一个冷启动问题。

处理冷启动问题通用的方法是为新用户赋一个默认初值。在协作治理激励问题中，本 发明赋给新加入的AS声誉初值最低值。这样做是为了防止新加入的AS占声誉优势，从而 导致自私的AS频繁退出和重新加入系统进行洗白。新加入的AS必须通过为其他AS提供 数据和服务，先建立声誉，才能从其他采取声誉策略的AS获得数据和服务。同时，这种初值设置有助于维护系统稳定——已经建立起高声誉的AS不会轻易退出系统。因为一旦退出，当它需要重新获取其他AS的数据或服务时，需要从零开始重新建立声誉。

进一步地，考虑到时间效应，AS在t时刻对多维历史向量中f,c,

φ

其中I∈{0,1}是指示函数，τ是时间因子。t时刻的实时评价

多维历史向量分布式存储在不同AS中。AS i向AS j发送请求的历史向量存储在ASi 中。这样做是为了防止AS j对向量进行篡改。因为向量中涉及i对j的评价，j有动机篡改向量。

当AS i对AS j的声誉进行评估时，需要综合考虑i根据一手信息得出的关于j的声誉 评估，和传播来的二手信息——其他与j交互过的AS对j的声誉评估。AS i对j的综合声誉评估计算公式如下：

δ

其中，w

∑

确保δ

公式分为两部分：AS i依据直接历史交互对AS j形成的评估，和参考其他AS k对AS j的评估形成的间接评估。AS i对AS j的直接评价越高，j的声誉越高；其他AS k对AS j的评价越高，j的声誉越高。

步骤S3，基于被评估者自治域的声誉评估结果，对被评估者自治域进行声誉更新以激 励各自治域参与协作治理；其中，声誉更新包括事件触发式和批处理式两种模式。

具体地，声誉的更新一般有事件触发式和批处理式两种模式。事件触发式更新声誉的 方式会造成声誉的计算依赖于同一轮中AS交互的先后顺序，先交互的AS先传播声誉评估， 会对后续交互的AS造成影响。为避免不同AS之间声誉评估计算相互依赖的问题并实现公 平同步，规定机制的声誉更新方式为批处理式。在每一轮中，计算声誉时，每个AS i均先 利用上一轮同步到的二手信息δ

综上，声誉机制能够促进网络空间协作治理中的合作行为。实验证明，该声誉激励在 特定条件下，为表现良好的参与者积极贡献服务(即声誉策略)是演化稳定的，且在一定范围内，服务价值相对于成本越高，最终选择声誉策略的参与者数目越多。

如图2所示，声誉机制的设计主要包括三个方面：声誉的收集、评估和更新。为了评估AS声誉，需要收集AS与其他AS交互的历史信息。声誉信息的收集可以通过直接观察， 也可以通过间接观察。依据收集到的历史信息，机制通过评估算法形成对每个AS的声誉 评分。系统中的AS自发针对每个AS的声誉作出反应，主要体现在对声誉低的AS实施惩 罚，拒绝为其提供数据和服务。同时，机制设置了时间因子，在一定程度上遗忘发生时间 较早的AS行为，允许表现自私的AS在一段时间表现良好后被其他AS重新接纳。一个 AS的声誉评分根据AS的表现形成，直接影响到其他AS对该AS的反应，从而对AS的行 为起到威慑作用。在满足条件的系统参数和机制参数下，采取声誉策略：为高声誉的AS 积极提供高质量的数据和服务应成为符合AS个人利益的占优策略。

根据本发明实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励方法，能够提供高质量的数据 和服务，极大地提高协作治理的效率。激励各AS积极参与协作治理，贡献自己的数据和 服务，为网络空间域间协作治理设计了协作激励机制，使得理性自私的AS在机制下交互时，积极贡献数据和服务符合个人利益，成为占优策略。

为了实现上述实施例，如图3所示，本实施例中还提供了一种基于声誉的网络空间协 作治理激励装置10，该装置10包括：信息收集模块100，声誉评估模块200和声誉更新模块300。

信息收集模块100，用于利用服务器观察评估者自治域与被评估者自治域交互的历史信 息；其中，历史信息包括评估者自治域向被评估者自治域发起一次数据或服务请求；

声誉评估模块200，用于估根据历史信息，通过评估算法得到被评估者自治域的声誉评 估结果；

声誉更新模块300，用于基于被评估者自治域的声誉评估结果，对被评估者自治域进行 声誉更新以激励各自治域参与协作治理；其中，声誉更新包括事件触发式和批处理式两种 模式。

进一步地，上述信息收集模块100，包括：

直接观察模块，用于根据评估者自治域自身与被评估者自治域的直接交互信息，评估 被评估者自治域声誉；其中，直接交互信息为一手信息；

间接观察模块，用于根据评估者自治域通过观察被评估者自治域与其他被评估者自治 域的间接交互信息，评估被评估者自治域声誉；其中，间接交互信息为二手信息。

进一步地，将一手信息和二手信息赋予不同的权重，用权重矩阵表示为：

w＝(w

其中，w

根据本发明实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励装置，能够提供高质量的数据 和服务，极大地提高协作治理的效率。激励各AS积极参与协作治理，贡献自己的数据和 服务，为网络空间域间协作治理设计了协作激励机制，使得理性自私的AS在机制下交互时，积极贡献数据和服务符合个人利益，成为占优策略。

需要说明的是，前述对基于声誉的网络空间协作治理激励方法实施例的解释说明也适 用于该实施例的基于声誉的网络空间协作治理激励装置，此处不再赘述。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两 个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者 特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述 不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以 在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领 域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。