一种对等网络P2P信任模型研究

摘要： P2P和传统的模式相比较，P2P显得更加灵活、快捷、方便。针对P2P对等网络模型存在不足进行了改进, 网络规模不断扩大，复杂性不断增加，利用信任模型的计算，对文件共享、仿真实验证明，信任模型具有很好的可信任性和有效性,该模型对恶意节点具有很好的隔离作用，降低了风险。

Abstract: Compared to the traditional model, P2P is more flexible, fast and convenient. The peer-to-peer network P2P trust model has been improved aiming at its shortcomings, which expand the scale of network, increase the complexity. The paper uses the computing of trust model for file sharing, and the simulation experiments show that the model has good trust and effectiveness, has a good isolation role of malicious nodes, and reduces the risk.

关键词： P2P对等网络；信任模型及计算；文件共享仿真实验

Key words: P2P network；the trust model；file sharing

中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）25-0135-01

0 引言

在网络技术快速发展的同时，网络规模也不断扩大，使其复杂性持续增加，逐渐突显出网络异构问题，是网络管理的面临的挑战巨大。网络管理上新的要求不断提出，新的网络管理模型要求能在任何时候、任何地点、任何平台下对任何网络进行管理，使网络应用的可集成性与拓展性得以解决，让网络具有可伸缩性，对实现灵活分布网络任务及自动化执行网络任务，都有着很好的作用。

1 P2P对等模型[1]

从引言的分析可以知道，集中式的P2P对快速查找网络资源十分有用，但中心化模式在性能和安全方面存在着瓶颈，与之相反，分布式P2P模型不存在这两方面的问题。所以人们想结合其二者的优点，这样设计出来的便是混合P2P模型。

网络中的对等实体在传统混合模型中划分成了两层，即普通对等点、超级节点。某一区域范围的内性能较高的对等点担当者超级节点，与传统中央服务器的角色类似，是收集和反馈其所在区域内多个对等点信息的信息中心。普通对等点与普通集中的P2P结构离得对等节点相似，是超级节点所控制区域性能相对较弱的对等点，担任着与传统客户机类似的角色，给它区域范围内一般有多个，对等点通过它所连接的超级节点访问整个P2P网络，并只和超级节点进行交互。

2 信任模型的设计思想[2]

P2P技术多点共享式文件传输，任何一个进行下载的客户，在下载的同时，也能够作为服务器把它已接收的数据提供给另外一个客户进行下载，这种方式可以有效地均衡上下行线路的数据量，同时每个客户端又可以部分作为服务器，减轻了服务器的压力。

与人类社会网络相似，P2P网络环境在新建时根据原信任模型的缺陷，需要对以下问题进行思考：①信任模型中的计算方法，其中对某个节点的可信度进行计算是首要问题；②对共谋诈骗、恶意攻击等恶意行为的处理方式；③在信任模型中需要对惩罚因子等参数的选择进行考虑；④存储信任数据，如使用随机选择法，保存节点数据时通过系统随机选择若干节点；⑤信任值在时间变化中所受到的影响。

3 文件共享仿真实验[5]

本文以文件共享系统为仿真的应用场景，由于共享系统中存在部分恶意节点，它们不提供有效的服务或者提供的是含有恶意病毒的文件，通过仿真实验来验证该模型隔离恶意节点的有效性。在进行仿真之前，设系统中节点最多为200个，每个节点可提供3种不同类型的文件，如视频以及音频文件等，其中设定每个节点包含的文件数为6个，每个节点的相邻节点为5个，并且设定初始的惩罚因子?渍=2，系统中的恶意节点率为10%-60%。不同?琢值对应的交易成功率、不同恶意节点对应的恶意节点响应率、不同模型的交易成功率分别如图1所示。

对应着不同的交易成功率，且α=0时对应的交易成功率最高。由图1可以看出，在不同的恶意节点率的情况下，随着交易量的增多，恶意节点的响应率呈减小趋势。从图中可以看出，在没有引入信任模型的系统中，交易成功率随着恶意节点率增大而急剧下降，引入了信任模型的共享系统则表现出较好的性能。由此可知，本模型在原有模型上的基础上做出相应的改进后，其性能要优于原有模型，从而证明了模型的有效性。

4 小结

P2P是一种很有创意的技术，尽管P2P技术现在还不成熟，但为我们提供了前所未有的自由和便利。针对文件共享系统中节点的欺骗行为，提出了一种改进的基于确定性理论的信任模型。实验结果表明，在恶意节点增多的情况下,系统仍能维持一个较高水平的下载率，使该模型能够有效地隔离恶意节点，使得P2P系统网络性能得到较大提高。

参考文献：

[1]张建伟，连卫民.P2P对等网络路由模型特性分析[J].河南科学，2007，25（5）：827-830.

[2]庄雷，郭永强，潘春健.基于Gnutella协议与划分技术的P2P网络模型的设计与实现[J].计算机应用研究，2004，21（9）：253-255.

[3]黄雀芳.一种改进的P2P网络信任模型[J].佛山科学技术学院学报，2010，28（5）:21-24.

[4]Johansen H D.Improving object search using hints，gossip，and supernode［sC］//Proc of 21st IEEE Symp on Reliable Distributed Systems（SRDS′02）.Suita，Japan：IEEE Computer Press，2002:234-240.

[5]Ion S，Morris R，Karger D，et al.Chord：A scalable peer-to-peer lookup service for internet applications［C］//Proc.ACMSIGCOMM.New York，USA：ACM Press，2001:149-160.