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对等计算网络系统中的每个节点地位对等,可以同时成为服务的使用者和提供者,为在Internet这样开放的网络环境中进行大规模的资源共享、直接通信和协同工作提供了灵活的、可扩展的计算平台。然而在目前的对等计算环境中,由于对等节点的所有者即人的主观因素和系统的设计不足使得对等计算网络系统中所蕴涵的巨大的计算能力、存储空间、数据信息等海量资源得到不到充分的利用和发挥。本文正是针对当前对等计算环境中存在的种种不利于系统正常运行的搭便车、公共悲剧、不合作、虚假文件以及病毒传播等一系列的严重问题和隐患,提出构建一个有序运作的对等计算环境。在动态运行过程中,让系统由无政府状态提升为一个良性的、健康发展的有序系统,从而为各类有价值的应用提供一个完善的、健壮的基础平台。
本文首先简要介绍了所涉及的对等计算技术和Agent技术的相关知识。然后针对对等节点的行为事实上是受到所有者意志和行为控制这一事实,以及对等计算网络系统和人类社会的所表现出的相似性规律,指出可以通过研究人类的心理、行为和社会的组织方式和运作机制,从中获得启迪,类比人类社会组织来分析、设计和构造科学、合理的对等计算环境,以及保障对等计算网络系统的有序化运行所应该采取的相应策略、机制和技术。本文基于半分布式结构确定了更符合有序化需求的三层网状拓扑结构,提出了对等主体思想以及对等组和对等计算社会的体系架构,并利用Agent技术来构建对等主体模型。对等主体和对等计算社会模型为对等计算网络系统的有序化运行提供了一个基本的模型框架。
仅依赖对等主体和对等计算社会模型并不能保证对等计算网络系统的有序化运行,必须结合身份认证、访问控制、信任、激励、协作、病毒防御等相关机制才能构建真正有序化的对等计算网络环境。本文重点选择了其中的信任、激励、协作、病毒防御机制展开了深入的探索和研究,并提出了一系列有效的、新颖的模型和算法。其中在信任机制方面,本文在分析现有信任模型的基础上提出了一种新的分类多级信任模型CMTM和改进的全局信誉度算法,模型以更细的粒度对对等节点的不同类别的能力分别计算其信誉度,并根据信誉度的值将其行为进行分级控制,并利用实验和应用示范来验证了模型和算法的性能和实用价值。在激励机制方面,本文在分析了现有激励机制的基本思想,分析其中存在的不足,指出对等计算激励机制应遵循的原则,并详细介绍了一种基于电子票券和全局信誉度的对等计算激励机制,阐述了如何通过该机制进一步遏制恶意节点,激励对等节点积极、诚实的持续贡献自己的各种资源和进行协作。
关于协作机制,本文基于时序逻辑和添加了与Agent行为相关的模态算子的逻辑框架建立了基于多Agent的对等计算协作模型;针对对等计算环境的动态性、不可预测性等特征,利用多Agent技术构建对等计算平台的协作层,将对等节点之间的协作转换为Agent之间的协作;再通过移动Agent来动态部署针对具体任务的功能组件。本文还重点研究并提出了一种适合对等计算环境的协作联盟机制,该机制可以在复杂、多变的计算环境中,在某一需求目标的驱动下,建立项目,经过工作主体遴选,形成优化的协作联盟,将个体的意图转变为联盟群体的共同意图,在复杂的处理流程的规范下,基于合作承诺,联合完成项目设定的任务。本文还给出了两个应用示范来分别验证本文提出的协作机制的性能和应用价值。
而针对对等计算网络系统中的病毒问题,本文引入生物免疫的思想来提高对等计算网络系统的防御病毒能力,提出一种对等计算网络主动免疫联防模型,阐述了如何将对等节点局部免疫系统和以反病毒中心节点主导的整体免疫防御体系有机结合在一起,改变目前对等计算网络环境中各个节点各自为政、独立防御各类层出不穷的新病毒的被动局面,从而达到有效的主动防御病毒的目标。为了使系统的性能可以进一步得以提升,本文还重点研究了其中的反病毒中心节点的应答机制及相应策略。
在上述研究工作的基础上,本文最后描述了本文作者和本文来源的国家863项目“新型对等计算网络安全关键技术”课题组成员所一起构建的有序对等计算软件原型系统。特别是描述了系统中的有序性机制及相关模块设计思路和系统架构,以及信任、激励、认证、访问控制、病毒防御、安全路由等功能模块所采用的关键技术以及运作流程。