Defending Peer to Peer Network System Against Pollution Using a Reputation Model

论文摘要

P2P文件系统是当今因特网上一个最重要的应用之一,例如KaZaa和BitTorrent。由于无需基础设施,P2P系统能够快速地建立,成为一个高效的共享文件和分发文件的平台。P2P文件共享网络比传统的C/S模式在数据的传播上有更多的好处,包括健壮性、可扩展性和数据传递。然而,由于P2P网络的开放性和匿名性等本质特征,用户在共享文件时缺乏责任心,容易受到恶意节点的攻击,在网络上传播恶意文件。在现在流行的P2P网络中,可以看到很多匿名的恶意节点攻击。例如,恶意节点将病毒散发在网络中,导致VBS.Gnutella worm蠕虫病毒的流行。最近的研究发现了一种新的恶意行为,叫作污染,恶意节点在网络中注入大量的虚假文件,试图阻止用户下载某个主题的文件。在Kazaa网络中,有超过80%的音频文件是被污染的,这严重减低了系统的可用性。目前有大量的文献工作研究了怎样减少污染文件的传播。前人的工作主要集中在两个方面。一个是通过建立流模型来分析不同污染机制的文件扩散情况；另一个是建立信誉系统来抑制污染文件的传播。但是,这些方法很少能够具体实施,而且从性能评价上看也存在很多的局限性。因此,本研究的目的设计一个有效的方法,来识别恶意节点,阻止恶意节点传播污染文件,提高P2P文件共享系统的可用性。在本文中,我们提出了一个混合信誉系统,来帮助减少污染文件的数量,并避免其在P2P系统的扩散。首先,我们计算了节点的信誉,来帮助我们得到正确的索引信息。其次,我们筛选节点数据库,将恶意节点从系统中删除。最后,我们计算文件对象的信誉,它采用一种新的投票制度,加权网络中节点的评价值,并引入了良好的激励机制和系统动力学研究。这保证了诚实节点提供可信文件并进行正确的评价。该系统结合了节点的信誉和文件对象的信誉,可以阻止恶意节点的积极活动,并减少系统中污染文件的传播,同时还能抵抗女巫攻击。仿真实验表明,该信誉系统能够有效地对抗污染攻击,同时具有很好的健壮性。

论文目录

• Abstract
• 摘要
• LIST OF FIGURES
• CHAPTER 1:INTRODUCTION
• 1.1. Motivation
• 1.2. Thesis Contribution
• 1.3. Thesis Organization
• CHAPTER 2:BACKGROUND AND RELATED WORKS
• 2.1. Peer To Peer network
• 2.1.1 Unstructured P2P network
• 2.1.2 Structured network
• 2.2. Pollution
• 2.2.1 Attacks of P2P files sharing
• 2.2.2 Attack against reputation system
• 2.3. Distributed hash table
• 2.3.1 Chord
• 2.4. Previous work
• 2.5. Summary
• CHAPTER 3:THE NEW REPUTATION MODEL
• 3.1. Reputation System
• 3.1.1. Peer reputation
• 3.1.2. Object reputation
• 3.2. The new reputation model
• 3.3. Summary
• CHAPTER 4:EXPERIMENTS,RESULTS AND ANALYSIS
• 4.1. Simulation environment
• 4.2. Simulation result and analysis
• 4.2.1 Detection of the malicious and good peers
• 4.2.2. Correlation between peers
• 4.2.3 Resistance to decoy attacks
• 4.2.4 Files voting popularity
• 4.3 Comparison between our reputation model and scrubber
• 4.4 Summary
• CHAPTER 5:CONCLUSION AND FUTURE WORKS
• REFERENCES
• ACKNOLEDGEMENTS
• APPENDIX