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《国防科学技术大学》 2007年
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虚拟计算环境下的组信誉与激励机制研究

唐扬斌  
【摘要】: 互联网虚拟计算环境是支持互联网由“可能的计算平台”到“可信的计算平台”转变的一项新的尝试,其目的是通过互联网资源的广泛聚合和综合利用,为互联网应用提供和谐、安全和透明的一体化服务支撑。为了适应互联网资源“成长、自治”的自然特征,基于用户节点“自愿参与、自主协同”的自组织的方式构造虚拟计算环境成为已经成为实现互联网资源聚合和利用的一个重要途径。然而,对当前P2P、Grid等自组织系统的研究表明,广泛存在的Free-Riding、资源滥用、不可靠服务,以及各种针对可信保证机制的不良行为,导致了系统整体可信性丧失,系统的健康运行和良性发展面临严重威胁。为此,如何建立有效的可信保证机制以消除和抑制不良行为的影响,同时鼓励积极贡献资源和提供可靠服务的良好行为,保障系统整体可信发展目标的实现,就成为关系到互联网应用以及虚拟计算环境自身发展的关键问题之一。 针对以上问题,本文立足于对自组织虚拟计算环境下自主元素不良行为、信誉概念以及激励机制设计思想的研究与认识,在分析当前信誉与激励机制研究工作的基础上,借鉴社会系统中组织构造和演化的思想,提出了一种面向自组织虚拟计算环境,基于自主元素组的信誉机制——组信誉机制CRS(Clique-basedReputation System),从信誉评价模型、基于信誉的激励、分布式信誉信息管理和面向特定应用的机制应用与验证等方面对其中的关键技术进行了研究。相对于现有的信誉机制研究工作,本文所提出的组信誉机制在信誉刻画的合理性、信誉求解的可扩展性、自实施的激励机制和可靠的分布式信誉信息管理方面都取得了较为明显的改进。本文的主要创新工作体现在: (1)信誉模型方面。 提出面向自主元素组的全局信誉模型CRep(Clique-based Reputation)及其面向内存共享环境的服务上下文敏感的扩展模型CRep-R(Clique-base Reputation forRam)。以上模型的特点在于:在不必引入预信任节点的前提下,确保了模型解的存在性,改进了EigenRep中模型假设不合理的问题;相对于现有的全局信誉模型,增强了对自主元素实际贡献差异的刻画能力;特别是CRep-R模型由于引入了服务上下文相关的服务评价,能够更加准确有效地反映自主元素的贡献,为提供与之相匹配的差异化服务奠定了基础;基于组内的信誉信息共享,降低了信誉求解的消息复杂度,同时有效加速了信誉收敛的过程;对于合谋抬高信誉的恶意行为和针对组信誉机制的策略性攻击行为,具有一定的鲁棒性。 (2)基于信誉的激励机制方面。 结合组信誉模型,提出以信誉驱动的组演化RICE(Reputation Inspired CliqueEvolution)和基于组信誉的两阶段服务查找CR2SSS(Clique Reputation-based twoStage Service Searching)为核心的激励机制。RICE基于信誉驱动的思想,确保了演化过程的自实施性,使得随着系统的运行,自主元素能够基于组拓扑自发地形成聚集。一方面,确保了行为表现较好的自主元素总是能够获得更好的拓扑地位,另一方面,表现不佳的自主元素被孤立在拓扑的边缘,为基于组拓扑提供差异性的服务,激励自主元素的良好行为奠定了基础。CR2SSS基于信誉的高低,赋予自主元素不同的广播查询范围,同时利用组拓扑的特点,使得信誉高的自主元素总是能够以较高的效率获得更好的服务。相对于现有的信誉敏感的服务查询机制,CR2SSS所提供服务差异更为合理。RICE与CR2SSS的结合,在提高系统整体可用性的同时,实现了对自主元素良好参与行为的激励,是与系统整体可信目标激励相容的机制。 (3)分布式信誉信息管理。 针对利用不真实信誉信息扰乱系统运行的恶意行为,结合基于DHT的分布式信誉管理和基于公钥的安全认证机制,提出一种新的分布式信誉信息管理机制RepMan(Reputation Management)。相对于现有的信誉信息管理机制,RepMan提供了信誉信息获取、存储、传输和应用过程的安全性、可靠性和可审计性保证,同时具有较高的管理和维护效率。通过组信誉机制和RepMan的结合,能够很好地消除和抑制档案点作弊、冒名、伪造服务评价等多种典型的针对信誉机制的恶意行为的影响,有效确保信誉信息的真实可信,保障了组信誉机制激励作用的有效发挥。 (4)面向内存共享应用的组信誉机制。 结合自组织虚拟计算环境的一个典型案例——内存共享环境iVCE4Memory,对其中的行为可信问题以及组信誉机制的应用进行了研究。其中,基于对应用特征的分析,提出内存服务的可信评价模型和服务度量模型:在此基础上,提出了基于协商的服务预约机制;结合服务上下文相关的服务评价扩展,提出了面向内存共享环境的组信誉模型CRep-R。仿真验证表明,组信誉机制的引入,对于提高内存共享环境的可用性,激励自主元素积极贡献资源和提供可靠服务,消除、抑制不良行为的影响能够发挥十分有效的作用。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP393.08

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【引证文献】
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1 龙军;基于信任感知与演化的服务组合关键技术研究[D];中南大学;2011年
2 桂春梅;虚拟计算环境下信誉机制关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
【参考文献】
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【共引文献】
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1 王威;鄂西南古集镇空间变迁研究[D];华中农业大学;2010年
2 张雄;土地使用权征用法经济学分析[D];华中农业大学;2010年
3 张舒;基于博弈论视角的开发区土地集约利用研究[D];华中农业大学;2010年
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【同被引文献】
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1 吴江霞;杨放春;;支持事务机制的Web服务组合QoS属性预测方法[J];电子与信息学报;2008年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
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6 吴钊;保证服务质量的动态Web服务组合及其性能分析研究[D];武汉大学;2007年
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【二级引证文献】
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1 潘迪宏;基于D-S证据理论的可信组合服务研究[D];中南大学;2012年
【二级参考文献】
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9 林挺;;论环境技术应用的激励机制[A];资源节约型、环境友好型社会建设与环境资源法的热点问题研究——2006年全国环境资源法学研讨会论文集(四)[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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