[发明专利]移动自组织网络中基于信任模型的协作通信方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于全局信任度和安全推荐信任度信任模型的节点协作通信方法，属于移动自组织网的协作通信技术领域。

背景技术

协作已经社会科学和生物科学领域、数学领域成为了一门学科。在协作中最根本的发现是：即使利己主义者也会在情况需要时支持协作。在信息系统领域，一些协作的显著例证已经出现。比如开源软件的成功，上千人协作创建了诸如Linux系统。此外，基于反馈系统的eBay网站通过验证相互间协作所积累的信誉值，使得陌生人相互信任。

而如今，无线网络现在也提供了另一个研究协作的领域。无线网络的形成很大程度上要看是否能给“理性”的个体提供一个构架，通过合适的激励使其协同工作。协作技术可以应用于某个通信网络的不同层，也可应用于不同的通信网络。协作技术的首要前提就是通过协作，所有参与协作通信的参与者都能获得利益。在无线AdHoc网络中，所有节点都具有路由器的功能负责发现和维护到其他节点的路由，并向邻居节点发送或转发分组。而节点是理性的，它们的行为严格地由自己的利益决定，自私节点会为了节省自己的电池容量，带宽和处理功耗等原因拒绝转发。由于节点的自私行为会大大地降低网络的性能，因此有效的节点的协作激励在协作通信中已成为热点问题。自私节点并不想破坏网络，但其拒绝服务的行为使得无线网络成为一个不实用的多跳路由网络，所有的节点都会离开。因此需要一个理想的激励策略来激励节点之间的协作。

在社会网络中，信任关系是人际关系的核心，个体间的信任度往往取决于其他个体的推荐，同时，作为推荐者的可信度也决定其推荐个体的可信度。实际上，这种互相依赖的信任关系组成了一个所谓的信任网络(Web of trust)。在这样的信任网络中，任何个体的可信度都不是绝对可靠的，但可以作为其他个体决定其交互行为的依据。基于信任网络的Ad Hoc与人际网络有很大的相似性，这表现在：(1)网络中的节点在与其他节点的交互中会留下零星的“信用”信息；(2)节点对于交互对象具有充分的选择权；(3)节点有义务为网络中的其他节点提供推荐信息。因此，这为借鉴社会学研究的某些结论提供了可能。

目前国内外大多数激励机制，比如CONFIDANT模型等都没有节点救赎机制，而救赎机制对于被孤立的节点来说是及其重要的，因为或许此节点的恶意行为是因为其他非恶意因素(比如电池电量耗尽、链路故障等)造成的。此外，很多信任模型，比如eigenRep模型等没有解决虚假推荐以及迭代收敛的问题，同时模型都利用节点间交互成功次数与总交互数的比值作为个体的信任度估计，我们认为，该定义的合理性值得商榷，因为节点会因为其它因素而交互失败。

发明内容

技术问题：本发明将针对上面所述的四个问题，即(1)虚假推荐问题；(2)惩罚救赎问题；(3)迭代收敛问题；(4)信任度估计合理性问题，提供一种移动自组织网络中基于信任模型的协作通信方法，建立依据全局信任度和安全的推荐信任度的信任模型，利用信任衰退的惩罚机制和节点救赎机制，在无线Ad Hoc网络环境下激励节点的协作。

技术方案：

模型定义

定义1.在一个无线Ad Hoc网络N中，节点仅在二维空间运动，有给定的能量范围(即传输范围)，若有两个节点在相互的传输范围内，它们就互为可监控节点，即邻居节点。由于此信任模型的信任度量依据网络流量统计，而非交互成功次数，这里首先给出被监控节点N_i的流量统计参数的定义。

δ(*，i)：进入N_i的数据包数目；

δ(i，*)：离开N_i的数据包数目；

δ([i]，*)：N_i为源节点时离开N_i的数据包数目，即数据包为Ni所发；

δ(*，[i])：N_i为目的节点时进入N_i的数据包数目，即N_i需要此数据包。

定义2.设R_i，j为N_i对N_j的推荐信任度(Recommendation Trust)，其为