一種基于動態(tài)秘密共享的p2p信譽數據恢復方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，屬于P2P技術及信息處理【技術領域】。首先計算節(jié)點初始綜合指標，再根據信譽值重新計算節(jié)點的綜合指標，選擇綜合指標較好的節(jié)點集參與信譽數據份額的存儲，將信譽數據份額分發(fā)給已選的節(jié)點集，當P2P網絡節(jié)點自由的加入或鄰居節(jié)點退出時，選擇參與恢復信譽數據的節(jié)點集，構造信譽數據恢復多項式，算出此時的信譽數據。本發(fā)明通過動態(tài)地實現對信譽數據的分發(fā)與恢復來預防信譽節(jié)點失效而導致信譽數據丟失問題，通過動態(tài)變化鄰居節(jié)點數與權重來有效地應對P2P網絡抖動現象及固定權重節(jié)點對信譽數據篡改帶來的不良影響，具有安全性、有效性、實用性等優(yōu)點。
【專利說明】-種基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，涉及P2P網絡中節(jié) 點權重與存儲代價的初始化、節(jié)點信譽數據的計算、節(jié)點權重的計算與更新，尤其涉及P2P 網絡信譽數據分發(fā)與恢復方法，屬于P2P技術及信息處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002] P2P (Peer-To-Peer)網絡稱為對等網絡，它是由一些具有相同地位、能夠提供某類 服務的計算實體組成的網絡群體。在信息科學中，信譽是指依據節(jié)點的歷史行為或意圖形 成對節(jié)點的總體形象與綜合評價，它體現了參與者的可信賴程度，即節(jié)點的信任度，是對節(jié) 點信任的一種度量。信譽影響信任關系，信任關系決定節(jié)點間的交互，交互結果影響信譽 值；當信譽值較高時，表明該節(jié)點更容易被信任，從而被選中作為交互節(jié)點的可能性更高， 因此能有效地促使節(jié)點間進行合作。信任是主觀的、有條件傳遞的、動態(tài)變化的，它是一個 參與者對另一個參與者未來行為的期望。信譽值是基于節(jié)點之間過去所進行的服務質量的 統(tǒng)計。隨著P2P技術的迅速發(fā)展，對等網絡已經成為一個分布式應用的高效平臺，各類P2P 應用占據了當前網絡總流量的60%以上，所以高可用性是維持P2P系統(tǒng)高效運行的重要保 障；但是在P2P網絡中，由于節(jié)點可以自由地加入和退出，因此網絡的抖動現象比較嚴重， 節(jié)點失效也逐漸暴露出它的問題：當P2P網絡中的信譽節(jié)點失效時，不僅會影響信譽系統(tǒng) 的正常運行與信譽數據的恢復，還會影響P2P系統(tǒng)的服務質量，如果少數連接度高的信譽 節(jié)點失效則會導致整個信譽系統(tǒng)崩潰。
[0003] 數據持久性存儲是P2P存儲系統(tǒng)的一個重要的研究領域，它主要涉及數據冗余、 數據分發(fā)、數據安全、存儲激勵、錯誤檢測和數據維護等方面。P2P網絡信譽數據的存儲和 恢復與一般數據存儲和恢復不同，一般數據的存儲與恢復方法主要是基于磁盤備份、副本 恢復或遠程數據恢復，但是這種方法的弊端在于存儲設備開銷大且存在單點故障，而P2P 網絡信譽數據的存儲與恢復對節(jié)點的可靠性及信譽數據存儲的安全性要求很高，所以應避 免單個節(jié)點對信譽數據的存儲，特別是不良節(jié)點對信譽數據的存儲更容易造成信譽數據的 篡改，而且影響P2P網絡的服務質量及節(jié)點交互的有效運行，對P2P網絡中節(jié)點存儲空間的 有效利用可以減少單個節(jié)點的設備開銷。Zhang D(〈Emerging Intelligent Data and Web Technologies〉，2013, 21-26)分析了數據傳輸線路存在成本高、傳輸不穩(wěn)定及單點故障等 問題；因此一般的數據備份及恢復方法不適合P2P網絡信譽數據的存儲與恢復。
[0004] 目前針對P2P網絡中節(jié)點信譽信息的存儲管理的研究還比較少，而且所做的研 究主要是由第三方來承擔節(jié)點的信譽信息的存儲工作，但是在進行信息的完整性驗證時， 需要第三方同時在線，且缺乏靈活性。秘密共享技術是密碼學中的關鍵技術，為重要信息 的存儲和恢復提供了一種有效的方法，它主要是將秘密以適當的方式拆分，拆分后的每一 個份額由不同的參與者管理，單個參與者無法恢復秘密信息，只有若干個參與者一同協 作才能恢復秘密消息，當其中任何相應范圍內的參與者出問題時秘密仍可以完整恢復， 因此這種方法對安全性有較高要求的信譽數據的存儲與恢復具有較好的使用價值。但是 在P2P網絡中，已有文獻對節(jié)點信譽數據的存儲與恢復研究的比較少，而且這類研究缺 乏對節(jié)點可信度及交互行為的考慮，例如可信度差或行為不良的節(jié)點可以通過修改節(jié)點 的信譽信息來達到交互欺騙和服務欺詐的目的，從而影響網絡的穩(wěn)健運行。Xiangzhan Y?International Conference on Information and Automation),2008,1590-1594)； Pitkanen M(〈International Conference on Internet and Web Applications and Services),2006,185) ；ffang Y?Availability, Reliability and Security,2007>, 2007, 499-505);在基于固定門限秘密共享的數據恢復方法中，由于秘密共享中門限值是固定的， 所以只有當所有參與者同時參與才能恢復出數據，這將不利于節(jié)點動態(tài)變化的P2P網絡； 在基于固定權重的秘密共享方法中，固定權重的秘密共享方案缺乏對信譽節(jié)點行為及存儲 代價的考慮，因為隨著時間的推移，不同的交互節(jié)點應具有不同的權重，而且P2P網絡中每 個節(jié)點的存儲性能也不同，特別是手持式移動節(jié)點的存儲空間更是寶貴，存儲空間越小其 存儲代價越高。為了更好地實現信譽數據份額的存儲與恢復，對節(jié)點存儲代價的考慮具有 重要的研究意義。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明提供了一種基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，能適應動態(tài)變化 的P2P網絡，本發(fā)明根據節(jié)點的不同評價信息更新節(jié)點的權重，避免了固定權重帶來的交 互欺詐和信譽信息篡改等問題。同時，該方法考慮了各個參與節(jié)點的存儲代價，通過把節(jié)點 存儲代價與節(jié)點權重相結合來選擇綜合指標高的節(jié)點作為存儲或恢復信譽數據的節(jié)點，這 樣可以有效地利用P2P網絡節(jié)點的存儲空間，同時有效地實現信譽數據的恢復和防止不良 節(jié)點對信譽數據的篡改。通過對P2P網絡中失效節(jié)點信譽數據進行有效恢復，保證了節(jié)點 信譽數據恢復的安全性和有效性，從而提高P2P網絡的服務質量。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是：一種基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，所述方 法的具體步驟如下：
[0007] A、根據路由跳數以其中一個節(jié)點為中心，將P2P網絡中的節(jié)點劃分到不同的組播 域，并初始化組播域節(jié)點的權重Wif和存儲代價t//，根據權重W/與存儲代價[/f計算節(jié)點初 始綜合指標Vi f ;
[0008] B、選擇組播域中任意一個節(jié)點作為信譽數據份額的分發(fā)節(jié)點，根據域中節(jié)點交 互，計算節(jié)點信譽值I?，然后利用Tif重新劃分節(jié)點權重，并重新計算節(jié)點的綜合指標V，；
[0009] C、根據更新后的綜合指標νΛ利用選取比例d，選擇綜合指標V廣較好的節(jié)點集Μ 參與信譽數據份額的存儲，節(jié)點集Μ內鄰居節(jié)點的個數即m = n*d ;
[0010] 其中，η為鄰居節(jié)點數，n e Z+，Μ為綜合指標較好的節(jié)點集，且m e Z+;
[0011] D、根據已選擇參與存儲信譽數據份額的節(jié)點集，構造信譽數據分發(fā)多項式，即 f(X〇 = R+alX\ . . +an〇aHmodP，將信譽數據份額分發(fā)給節(jié)點集M，再把信譽數據分發(fā)節(jié)點 上已分發(fā)的信譽數據份額刪除用于防止信譽數據份額被多次分發(fā)，同時也為了有效利用信 譽節(jié)點存儲空間和恢復信譽數據；
[0012] 其中，f〇a為信譽份額，并滿足f(0) =R，R是信譽數據，素數P的選擇是指符合 RSA體制的安全性要求，ai，a2，…，&11是[1，P]范圍內的隨機數，是公開值，t為參與信 譽數據恢復節(jié)點個數的最低限定值，l〈t < m，t e Z+;
[0013] E、當P2P網絡節(jié)點自由的加入或鄰居節(jié)點退出時，隨機動態(tài)變化組播域鄰居節(jié)點 總數k，選擇參與恢復信譽數據的節(jié)點集N ;
[0014] F、根據已選擇參與恢復信譽數據的節(jié)點集N、節(jié)點集N內鄰居節(jié)點的個數g、參 與恢復信譽數據的節(jié)點集N中選擇的參與恢復信譽數據的節(jié)點的個數h，h e g，h e Z+， t < h < g，構造信譽數據恢復多項式，S卩
【權利要求】
1. 一種基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，其特征在于：所述方法的具體步 驟如下： A、 根據路由跳數以其中一個節(jié)點為中心，將P2P網絡中的節(jié)點劃分到不同的組播域， 并初始化組播域節(jié)點的權重Wif和存儲代價巧，根據權重W/與存儲代價?//計算節(jié)點初始綜 合指標vZ; B、 選擇組播域中任意一個節(jié)點作為信譽數據份額的分發(fā)節(jié)點，根據域中節(jié)點交互，計 算節(jié)點信譽值ΤΛ然后利用Tif重新劃分節(jié)點權重，并重新計算節(jié)點的綜合指標V，； C、 根據更新后的綜合指標νΛ利用選取比例d，選擇綜合指標V廣較好的節(jié)點集Μ參與 信譽數據份額的存儲，節(jié)點集Μ內鄰居節(jié)點的個數即m = n*d ; 其中，η為鄰居節(jié)點數，n e Z+，Μ為綜合指標較好的節(jié)點集，且m e Z+; D、 根據已選擇參與存儲信譽數據份額的節(jié)點集，構造信譽數據分發(fā)多項式，即f(X〇 = R+alX\ . . +an〇aHmodP，將信譽數據份額分發(fā)給節(jié)點集M，再把信譽數據分發(fā)節(jié)點上已分 發(fā)的信譽數據份額刪除用于防止信譽數據份額被多次分發(fā)； 其中，f(x〇為信譽份額，并滿足f(〇) = R，R是信譽數據，素數P的選擇是指符合RSA 體制的安全性要求，ai，a2，…，&11是[1，P]范圍內的隨機數，f是公開值，t為參與信譽數 據恢復節(jié)點個數的最低限定值，
E、 當P2P網絡節(jié)點自由的加入或鄰居節(jié)點退出時，隨機動態(tài)變化組播域鄰居節(jié)點總數 k，選擇參與恢復信譽數據的節(jié)點集N ; F、 根據已選擇參與恢復信譽數據的節(jié)點集N、節(jié)點集N內鄰居節(jié)點的個數g、參與恢復 信譽數據的節(jié)點集N中選擇的參與恢復信譽數據的節(jié)點的個數h，
構造信譽數據恢復多項式，即
，算出此時的信譽數據，將恢復 出的信譽數據存儲在信譽數據分發(fā)節(jié)點上； 其中，f為公開值，Xi，Xj為參與存儲信譽份額鄰居節(jié)點標識，且j e Z+。
2. 根據權利要求1所述的基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，其特征在于： 所述步驟A中，所述計算節(jié)點初始綜合指標Vi f的具體步驟如下： A1、將組播域中每個節(jié)點權重Wif均初始化為0. 5,即組播域中每個節(jié)點均為介于可信 與不可信之間的初始信任節(jié)點； 其中，當Wif = 0時代表節(jié)點不可信，當Wif = 0. 5時代表節(jié)點介于可信與不可信之間的 初始信任值，當Wif = 1時代表節(jié)點可信； A2、等間隔地將P2P網絡節(jié)點的存儲代價0劃分為五類，即0.1，0.2, 0 3, 0.4， 0.5 ]，并根據節(jié)點存儲能力隨機選取劃分后的存儲代價值賦給不同的節(jié)點； A3、根據初始的權重 < 與存儲代價t/f計算初始綜合指標V/，即
其中，i是節(jié)點數標識，且i e Ζ+，f表示初始化節(jié)點，d為根據考慮的初始的權重WZ與 存儲代價巧的不同來確定的選取比例，Wif表示初始化時節(jié)點的存儲代價，[/f表示節(jié)點的 存儲代價。
3. 根據權利要求1所述的基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，其特征在于： 所述步驟B中，所述計算鄰居節(jié)點的綜合指標V，的具體步驟如下： B1、選擇組播域中任意一個節(jié)點作為信譽數據份額的分發(fā)節(jié)點，根據節(jié)點交互得出節(jié) 點的信譽值ΤΛ即
其中，<表示鄰居節(jié)點對信譽數據分發(fā)節(jié)點進行信譽評價的總和，<表示鄰居節(jié)點對 信譽數據分發(fā)節(jié)點進行信譽評價次數的總和； Β2、根據Τ/劃分權重^; 當信譽值-1彡??？〈0時，權重為0 ; 當信譽值I? = 0時，權重為0. 5 ; 當信譽值〇〈!？彡1時，權重為1 ; B3、根據重新劃分的權重W/與存儲代價以重新計算綜合指標^即
4. 根據權利要求1所述的基于動態(tài)秘密共享的P2P信譽數據恢復方法，其特征在于： 所述步驟Ε中，所述選擇參與恢復信譽數據的節(jié)點集Ν的具體步驟如下： Ε1、當增加鄰居節(jié)點時，重復步驟Α，初始化新增加鄰居節(jié)點的權重與存儲代價并計算 其初始綜合指標； Ε1. 1、然后重復步驟Β，根據節(jié)點交互，利用新增鄰居的信譽值，重新計算新增鄰居節(jié)點 的權重及綜合指標； Ε1. 2、根據組播域節(jié)點綜合指標，利用選取比例d，選擇綜合指標較好的節(jié)點集Ν參與 信譽數據份額的存儲，節(jié)點集N內鄰居節(jié)點的個數即g = k*d ; 其中，k為增加鄰居節(jié)點之后的節(jié)點總數，k e Z+，N為綜合指標較好的節(jié)點集，且 g e Ζ+; E2、當鄰居節(jié)點退出或節(jié)點不可信時，則將鄰居節(jié)點評價信息從信譽數據分發(fā)節(jié)點上 刪除。
【文檔編號】H04L29/08GK104219291SQ201410411698
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】付曉東, 葛佳, 劉驪 申請人:昆明理工大學