自组织网络信誉模型及其应用研究

论文摘要

近年来通信网络快速普及,社会信息化水平不断提高,通信网络已经渗透到人们日常生活之中。随着人们对个人通信的需求,网络越来越边缘化、社会化,异构网络的融合成为重要趋势。异构网络的融合广泛应用自组织网络技术,使下一代通信网的管理不再是完全集中的、封闭的、可控的。在此背景下,迫切需要研究自组织网络的安全机制。针对自组织网络的无中心、自组织、动态拓扑结构,及节点间的协作性等特点,本文将从自组织网络信誉模型的信誉评估模型、信誉推荐模型、推荐管理机制等三个方面对通用信誉模型展开基础理论研究,并研究该信誉模型在移动Ad Hoc网络与分布式VoIP网络中的应用。首先,本文根据社会学、经济学等学科对信誉的研究成果,并综合自组织网络的特点,定义了自组织网络的信誉。根据定义,详细分析了信誉的主观性、动态性、多面性、时效性、上下文相关性、非对称性及不可逆性等性质。根据本文对信誉的定义及其性质的分析,提出自组织网络的通用信誉模型——SONR（Self-Organized Network Reputation）。本文认为节点的信誉主要包括主观评价、客观统计与信誉推荐三部分,从而SONR将节点信誉划分为直接信誉与推荐信誉两部分。直接信誉以Beyasian理论为基础,对信誉主体历史表现的客观统计与主观评价。推荐信誉利用证据理论,综合网络中其它节点对信誉主体的信誉推荐。SONR还设计了信誉推荐的传递、冲突调整以及衰减等机制,保证推荐信誉评估过程的客观性和公正性。为提高信誉评估效率,降低推荐合并计算开销,本文还提出了推荐合并递归计算算法。优化的算法大大降低了推荐合并的计算复杂度,从源头上保证了信誉评估模型的通用性。其次,提出一种基于博弈论的信誉推荐模型。信誉模型也存在内部的安全威胁,即错误推荐。由于信誉推荐是信誉的根基,错误推荐的存在将严重威胁到信誉模型的正常运作。本文深入分析错误推荐的特性及产生模式,以及提供错误推荐的说谎节点的行为模式,提出了以博弈论为基础的信誉推荐模型。该模型定义了推荐博弈,并规定了博弈双方的收益函数与策略。针对说谎节点的恶意行为,为推荐请求节点制定了“以牙还牙”的策略。该策略通过对说谎节点的惩罚,降低了网络中错误推荐的比例,促进了节点在推荐提供过程的相互协作。提出信誉推荐的分布式存储算法和安全交换协议。信誉推荐在网络的存储与传输存在大量安全漏洞,特别在没有集中式管理机构的自组织网络中,面临更加严峻的安全问题。本文根据信誉推荐传递过程中的安全问题,提出以密码技术、数字签名技术为基础的分布式存储算法和安全交换协议,保证信誉推荐的可靠存储,以及推荐交换过程的安全性和不可抵赖性。同时,还提出了基于可信泛洪的推荐搜索算法,提高了推荐搜索的命中率和效率。论文最后,将SONR信誉模型应用于移动Ad Hoc网络和分布式VoIP网络,分别设计了移动Ad Hoc网络安全路由协议——COSR（Cooperative On-demand Secure Route）协议,及基于P2P-SIP的分布式垃圾语音合作过滤系统——DAVS（Distributed Anti Voice Spam）系统。模型很好地同应用系统融合在一起,对系统的安全起到了关键性的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自组织网络的发展与现状
• 1.3 自组织网络中信誉系统的挑战
• 1.4 本文的主要工作与成果
• 2 信誉评估模型
• 2.1 自组织网络信誉研究
• 2.2 自组织网络节点信誉评估
• 2.3 信誉评估算法优化
• 2.4 实验分析
• 2.5 小结
• 3 错误推荐抑制算法
• 3.1 引言
• 3.2 错误推荐
• 3.3 基于博弈的错误推荐抑制算法
• 3.4 算法评价与分析
• 3.5 小结
• 4 分布式信誉管理机制
• 4.1 引言
• 4.2 信誉管理框架
• 4.3 推荐的分布式存储策略
• 4.4 推荐交换协议与理论分析
• 4.5 SREP 协议仿真
• 4.6 小结
• 5 基于信誉的源路由协议
• 5.1 引言
• 5.2 安全路由协议研究
• 5.3 基于信誉的COSR 路由协议
• 5.4 路由协议仿真与性能分析
• 5.5 小结
• 6 基于信誉的垃圾语音过滤模型
• 6.1 引言
• 6.2 VoIP 垃圾语音及过滤算法
• 6.3 基于信誉的DAVS 过滤模型
• 6.4 DAVS 过滤性能仿真
• 6.5 小结
• 7 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读博士学位期间发表的主要学术成果
• 附录2 攻读博士学位期间参与的项目
• 附录3 缩略语