信任评估模型及其方法研究

论文摘要

随着分布式网络技术的迅猛发展,对其安全管理技术也提出了新的要求。信任通过度量和评估节点间潜在的信任信息,为网络系统提供一种相对柔性的安全度量机制,目前已成为网络安全领域研究、开发和应用的热点。信任评估模型是信任评价体系的基础,由于信任本身的复杂性和不确定性,研究以信任度量节点的可信程度表示信任等级的高低,及构建高精度、低负担的信任评估模型仍然是一个具有挑战性的课题。本文从信任云表示的信任关系、全局信任的分布求解、基于资源属性的信任评估以及基于网格QoS的信任评估与资源调度这四方面入手,对信任评估模型的理论及其关键技术进行了研究,提出了一些新的信任评估模型和方法,旨在为分布式网络信任机制的推广应用提供技术支撑。首先针对当前信任评估模型普遍存在的度量合理性问题,通过对云理论模型的深入研究与扩展,提出了信任云的概念。采用云模型提取和描述主观信任信息,统一表达了信任关系中存在的随机性和模糊性以及两者之间的关联。并给出了信任云相似性度量算法,实现了基于信任云的网络服务安全决策。其次在深入研究全局信任机制的基础上,通过数学表述和分布求解协议的分析,构建了P2P环境下的全局信任模型。根据恶意节点在网络中可能存在的方式,模拟了多种类型恶意节点,分别以全面迭代和部分迭代两种分布求解算法对这些恶意节点类型进行仿真,并作了比较分析,以此作为评估两种算法适用环境的依据。全局信任模型获取的是节点的信誉,在相同的功能请求下,资源调度系统会选择网络中信誉最高的节点作为服务节点,这样会造成系统负载的不平衡以及新加入系统的节点无法获取服务机会等缺点。本文针对该问题,提出了基于信誉概率的资源调度算法,以节点的信誉作为服务选择的概率。实验结果证明了该算法在保证本文所提出的信任模型优势的前提下,合理平衡了网络负载,使新加入系统的节点也能获得服务机会。目前的主观信任模型以资源实体作为信任评估对象,以其信誉作为信任评估标准,没有考虑资源间交互的内容,这导致了信任模型粒度过于粗糙,在一些应用环境下难以实现精确的评估。本文提出了基于资源属性的信任评估模型,该模型根据信任关系的可传递性,将信任评估的粒度进一步细化,以资源的关联属性作为信任评估依据。克服了以往模型由于注重受信实体的信誉而导致评估对象单一的缺陷,实现了由关联属性量化资源信任度的目的。本文还列举了几种典型的信任情景并进行了仿真实验,实验结果及分析表明,本文提出的基于资源属性的信任评估模型在信任度量的准确度、模型结构的合理性以及模型的可扩展性等方面都取得了较好的效果。当前网格信任模型只把节点间的交易经验作为信任评估依据,忽略了对实体固有性能的评估,造成信任信息收集不全面、信任评估不细致等缺点。也导致信任模型无法充分利用网格基础架构的功能,信任机制与调度机制处于分离状态。本文最后分析了上述问题和目前网格QoS研究工作存在的缺陷,提出了一种基于网格QoS的信任评估及资源调度模型GRDM-Q。该模型以资源的QoS参数作为信任评估的依据,并以评估结果作为网格资源选择的重要依据,实现了信任机制和调度机制的有效融合。实验结果证明了GRDM-Q是一种网格环境下信任评估和资源调度的有效模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1. 绪论
• 1.1. 课题背景与意义
• 1.2. 信任、信任管理与信任评估的概念
• 1.3. 信任评估模型的研究现状
• 1.3.1. 集中式信任模型
• 1.3.2. 分布式信任模型
• 1.3.3. 信任评估的常用方法
• 1.3.4. 信任评估的发展趋势和存在问题
• 1.4. 论文的主要工作及创新点
• 1.5. 论文组织结构
• 2. 信任云模型及其评估与决策
• 2.1. 引言
• 2.2. 云模型及云发生器
• 2.2.1. 云的基本概念
• 2.2.2. 云模型的数字特征
• 2.2.3. 正态云的3En规则
• 2.2.4. 云发生器
• 2.3. 信任云模型
• 2.3.1. 信任云概念
• 2.3.2. 信任信息的提取
• 2.3.3. 信任云的传递和合并
• 2.4. 基于信任云的安全决策
• 2.4.1. 信任云的相似性
• 2.4.2. 信任云相似性的度量
• 2.4.3. 信任云的决策方法
• 2.5. 实验及分析
• 2.6. 本章小节
• 3. 全局信任模型及其分布求解
• 3.1. 引言
• 3.2. 研究动态
• 3.3. 全局信任模型
• 3.3.1. 全局信任思想
• 3.3.2. 全局信任值的度量
• 3.3.3. 全局信任值迭代计算的收敛性分析
• 3.4. 全局信任值的分布求解
• 3.4.1. 全局信任值的存储和查询
• 3.4.2. 信任管理节点的匿名性
• 3.4.3. 信任管理节点的数据结构
• 3.4.4. 分布求解算法
• 3.4.5. 分布算法的开销
• 3.4.6. 迭代求解算法进一步分析
• 3.5. 仿真及其结果分析
• 3.5.1. 节点类型和评估指标
• 3.5.2. SM类恶意节点仿真及讨论
• 3.5.3. CM类恶意节点仿真及讨论
• 3.5.4. HM类恶意节点仿真及讨论
• 3.6. 信誉作为选择服务的概率
• 3.6.1. 基于信誉概率的服务调度算法
• 3.6.2. 仿真及结果分析
• 3.7. 本章小结
• 4. 基于资源属性的信任评估模型及其仿真实验
• 4.1. 引言
• 4.2. 研究动态
• 4.3. 基于资源属性的信任评估模型
• 4.3.1. 与基于资源实体信任模型的区别
• 4.3.2. 影响信任评估的资源属性
• 4.3.3. 变量与函数
• 4.4. 几种实验情景
• 4.5. 仿真及其结果分析
• 4.5.1. 环境变量
• 4.5.2. 仿真步骤
• 4.5.3. 实验指标
• 4.5.4. 环境设定与仿真结果
• 4.6. 本章小节
• 5. 基于网格QOS的信任评估及资源调度模型
• 5.1. 引言
• 5.2. 研究动态
• 5.3. 信任评估与资源调度
• 5.4. 网格资源管理分析
• 5.5. GRDM-Q模型
• 5.5.1. 模型结构
• 5.5.2. 资源QoS的获取和维护
• 5.5.3. QoS分类和用户需求表达
• 5.5.4. 服务注册中心
• 5.5.5. 反馈机制安全问题分析
• 5.6. 基于网格QoS的信任评估算法
• 5.7. 实验分析
• 5.8. 本章小结
• 6. 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录