[发明专利]P2P网络中有效消解多Sybil节点渗透冲突的方法

说明书

技术领域

本发明涉及提高多Sybil节点对Kademlia网络渗透效能的方法，尤指Kademlia网络中有效消解多Sybil节点渗透冲突的方法。

背景技术

Kademlia是美国纽约大学的Petar Maymounkov等人于2002年提出的一种结构化P2P协议；基于Kademlia协议构建的P2P网络称为Kademlia网络。Kademlia协议是一种典型的DHT(Distributed Hash Table，分布哈希表)协议，广泛用于构建大规模、纯分布式P2P(Peer to Peer)网络，如电驴、BitTorrent等。Kademlia给每个节点分配一个唯一、随机的节点标识，即nodeID；为每个对象分配一个类似的对象标识，即objectID(又称为key)。这些标识通常使用SHA-1这种单向散列函数来生成，ID之间的距离采用异或运算来度量。

在Kademlia网络中，每个对象都存储在节点标识最接近其对象标识的K个节点上。K是一个常数，一般取值为20。

每个Kademlia节点的路由表由L(L等于节点标识的比特位数，通常取值为128)个链表组成，每个链表称为一个“K-bucket”，用于记录网络中到自己的异或距离在区间[2ⁱ,2ⁱ⁺¹)(i为K-bucket的序号，0≤i＜L)内的邻居节点的信息，每条信息以三元组＜IP地址，UDP端口号，nodeID＞形式表示和存储。Kademlia协议规定，K-bucket长度以K为上限。每当Kademlia节点收到来自其他节点的消息，它就根据该消息发送节点到自己的异或距离以及消息中的＜IP地址，UDP端口号，nodeID＞信息来更新K-bucket中的记录，这称为捎带确认(piggybacking)。L个K-bucket组成一个Kademlia节点的路由表，因此路由表也称“K-buckets”。一个路由表中的L个K-bucket通过连续的序号i区分。

Kademlia协议由四个RPC(Remote Process Call，远程过程调用，是一种命令)组成，其名称分别是PING，STORE，FIND_NODE，FIND_VALUE，它们的工作如下所示：

PING：探测一个节点是否在线；

STORE：指示一个节点存储一个＜key,value＞对，以便于将来的数据获取。key为对象散列值，即obiectID，value为真正的数据对象(或其索引)；

FIND_NODE：以ID为参数，FIND_NODE RPC的接收者以＜IP地址，UDP端口号，nodeID＞的形式返回他所知的离目标ID最近的K个节点；

FIND_VALUE：以key为参数，寻找key对应的value。

Sybil节点原指具有多重身份的单个实体节点，目前通常将网络中的虚假节点都称为Sybil节点。对于Kademlia网络中的Sybil节点，其重要性主要体现为能够成为多少节点的邻居节点，即该Sybil节点的入度大小。快速提高Sybil节点的重要性，有助于利用Sybil节点更多、更高效地获知网络中大量节点的活动情况，从而为快速发现和遏制网络中的恶意活动提供技术支撑。

Sybil节点重要性的提升，主要依赖于尽可能多的将自身加入到Kademlia网络节点的路由表中，即渗透。但是，在渗透的过程中，多个Sybil节点可能会进入同一个Kademlia节点的同一个K-bucket中；当该节点在该K-bucket进行某些网络活动时，报文会同时发送到多个Sybil节点。这样，一个节点的活动被多个Sybil节点所感知，实质上造成了感知能力的冗余。这种情况称为Sybil节点之间的渗透冲突，渗透冲突引起渗透效能的下降。由于Kademlia网络规模一般都较大，Sybil节点的数量和性能有限，因此应当尽量避免渗透效能发生冲突的情况，以提高多个Sybil节点的整体渗透效能。

P2P网络爬虫是指用于获取P2P网络中各个节点信息及其拓扑结构的软件系统。这种软件系统通过迭代地向P2P网络中的已知节点发送特定消息，获得新的节点；再重复向新的节点发送特定消息，就可以获得整个网络的拓扑结构和各个节点信息。P2P网络爬虫能够用于获取Kademlia网络的节点信息和拓扑结构。

目前尚没有针对Kademlia网络消除Sybil节点渗透冲突的方法的公开报导。

发明内容