移动Ad Hoc网络环境下的信任模型及应用研究

论文摘要

移动Ad Hoc网络具有配置快捷方便、构造成本低、抗毁性强等优良特性,目前正受到业界关注。然而,它所固有的动态性、自组织性等特点却使其在安全方面较为脆弱。现有的安全解决方案一方面难以抵御那些具有隐蔽性、随机性的智能攻击,另一方面无法解决分布式应用中自主实体所面临的合作激励问题。信任模型作为对人类社会中复杂人际关系的一种模拟和应用,可从更高的层面上实施安全策略,通过信誉机制规范实体行为,是解决移动Ad Hoc网络安全问题的有效途径。本文正是在上述背景下针对信任模型及其应用展开的探索性研究。首先,论文从实际背景出发,对影响信任模型建模及评估的若干基本问题（如信任的含义、分类、基本属性、信任模型的概念、作用、基本原理等）进行阐述,建立了移动Ad Hoc网络环境下信任模型的理论框架。它是后续建模及仿真的基础。接着,论文从数学的角度出发,提出了一套完整的基于不确定性推理的动态主观信任模型。模型采用基于证据的信任推理体系模拟人类思维的自然方式,并通过引入时间效用、相似效用等概念来强调信任关系的动态性、主观性和不确定性。此外,模型还提出了一种全新的基于风险-收益评估的信任决策算法,以增强安全响应能力。从内容上看,该模型主要解决了以下问题:信任的度量、证据的度量、基于证据的信任评估和基于信任的应用决策等。此外,论文还针对模型的实现提出了一系列具体的技术,并总结出相应的功能框图及工作流程。然后,论文从应用的角度出发,针对模型在移动Ad Hoc网络路由系统中的应用,提出了一种基于社群激励的Ad Hoc信任路由算法。该算法以信任关系为纽带来约束分布式路由协议中自主实体的分组转发行为,并以激励社群协作、孤立恶意节点的方式来提高路由的整体性能。此外,为了保证路由算法自身的安全性,论文还针对几种常见的攻击类型进行了相应的安全扩展。最后,论文对基于不确定性推理的动态主观信任模型的特点及性能进行了详细的理论分析和仿真测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 移动Ad Hoc网络概述
• 1.1.2 移动Ad Hoc网络的安全问题
• 1.1.2.1 移动Ad Hoc网络的安全脆弱性
• 1.1.2.2 移动Ad Hoc网络的常见攻击
• 1.1.2.3 移动Ad Hoc网络现有的安全解决方案
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 信任模型的发展概述
• 1.2.2 信任模型的研究现状
• 1.2.2.1 集中式信任模型
• 1.2.2.2 分布式信任模型
• 1.2.2.3 信任模型在移动Ad Hoc网络路由系统中的应用
• 1.2.3 信任模型的发展方向
• 1.3 本文的主要工作及结构安排
• 第二章 移动Ad Hoc网络中信任模型的理论框架
• 2.1 信任关系的理解
• 2.1.1 信任的含义
• 2.1.2 信任的属性
• 2.1.3 信任的获取
• 2.1.4 信任的分类
• 2.2 信任模型的理解
• 2.2.1 信任模型的概念
• 2.2.2 信任模型的作用
• 2.2.3 信任模型的基本原理
• 2.2.4 信任模型的建模目标
• 2.2.4.1 信任模型的通用建模目标
• 2.2.4.2 信任模型在移动Ad Hoc网络环境下的特殊建模目标
• 2.2.5 信任模型的评估方法
• 第三章 一种基于不确定性推理的动态主观信任模型及应用
• 3.1 研究背景
• 3.2 主要工作
• 3.3 基于不确定性推理的动态主观信任模型
• 3.3.1 信任的度量
• 3.3.1.1 行为信任的度量
• 3.3.1.2 推荐信任的度量
• 3.3.2 证据的度量
• 3.3.2.1 直接证据的度量
• 3.3.2.2 间接证据的度量
• 3.3.3 基于证据的信任评估
• 3.3.3.1 行为信任的评估
• 3.3.3.2 推荐信任的评估
• 3.3.4 基于风险-收益评估的信任决策算法
• 3.3.4.1 信任决策中的基本概念
• 3.3.4.2 信任决策的数学模型
• 3.4 信任模型的实现方式
• 3.4.1 信任模型的基本参数
• 3.4.2 信任模型的实现技术
• 3.4.2.1 直接信任评估的实现技术
• 3.4.2.2 间接信任评估与推荐信任更新的实现技术
• 3.4.2.3 信任决策的实现技术
• 3.4.3 信任模型的工作方式
• 3.5 信任模型在移动Ad Hoc网络路由系统中的具体应用
• 3.5.1 信任模型在移动Ad Hoc网络路由系统中的基本目标
• 3.5.2 一种基于社群激励的Ad Hoc信任路由算法
• 3.5.2.1 基于社群激励的Ad Hoc信任路由算法的基本工作流程
• 3.5.2.2 基于社群激励的Ad Hoc信任路由算法的安全性扩展
• 3.5.2.3 基于社群激励的Ad Hoc信任路由算法的社群激励机制
• 3.6 小结
• 第四章 信任模型的理论分析及性能仿真
• 4.1 信任模型的理论分析
• 4.1.1 直接信任模型的理论分析
• 4.1.1.1 直接信任模型的基本特性
• 4.1.1.2 直接信任模型的行为方式
• 4.1.2 间接信任模型的理论分析
• 4.1.2.1 间接信任模型的基本特性
• 4.1.2.2 间接信任模型的行为方式
• 4.1.3 推荐信任模型的理论分析
• 4.1.3.1 推荐信任模型的基本特性
• 4.1.3.2 推荐信任模型的行为方式
• 4.1.4 信任决策算法的理论分析
• 4.2 信任模型的性能仿真
• 4.2.1 仿真环境
• 4.2.1.1 仿真网络的内部编程结构
• 4.2.1.2 仿真网络的外部用户接口
• 4.2.1.3 仿真网络的参数配置
• 4.2.2 仿真结果及分析
• 4.2.2.1 准确性评估
• 4.2.2.2 动态适应性评估
• 4.2.2.3 安全性评估
• 4.2.2.4 收益评估
• 4.2.2.5 模型参数对信任评估曲线的影响
• 4.2.2.6 信任模型在移动Ad Hoc网络路由系统中的效果评估
• 4.3 小结
• 第五章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻硕期间取得的研究成果