（基础心理学专业论文）基于信誉的对等网资源拍卖激励机制研究.pdf

摘曼 基于信誉的对等网资源拍卖激励机制研究 学科专业：基础心理学研究方向：人工智能 指导教师：邱玉辉教授研究生：刘洪涛( b 2 0 0 4 0 8 7 ) 内容摘要 在2 1 世纪的信息时代，对等网络应用已经超过传统的w e b 应用成为占用 i n t e r n e t 带宽最多的应用，其发展之势愈演愈烈，成为业界持续关注与探讨的话 题。在国内外，对等网络成为分布式系统方向最活跃的研究领域之一。对等网具 有的分布式、动态变化、节点匿名等特点，使对等网中有大量的搭便车( 觚e r i d i n g ) 现象存在，加速了对等网系统的广泛应用。随着对等网系统规模越来越大， 对等网系统中资源的公平共享问题正在变得棘手。由于在对等网络发展的早期， 激励机制并未引起大家的充分重视，绝大多数的系统也没有将其包含在系统设计 中，目前因激励机制的缺乏或者激励机制失效而导致的问题越来越多。所以对等 网中资源激励机制已经成为分布式系统研究领域的一个最重要课题。如何有效、 合理的鼓励对等网中理性和自私的节点来贡献自有资源，如何有效利用好对等网 中已拥有的资源等问题是提高对等网综合能力的关键。本文以对等网节点资源激 励机制为研究重点，主要解决的问题是如何通过建立合理的模型来鼓励理性和自 私节点积极贡献资源。 本文对基于信誉的对等网资源拍卖激励机制方面的研究工作和创新点，主要包 括以下几个方面： 一、利用基于社会心理学的小世界网络模型理论，构建了对等网中节点之间交 互事务历史为依据的节点信誉评价模型 由于对等网节点信息存在不对称，节点匿名、动态变化等特征，而基于对等 网的应用通常需要多个节点之间相互合作才可以完成，所以选择合适的合作节点 成了对等网中的一个重要问题。这个问题可以通过建立节点的信誉评价系统来解 决。受小世界模型以及格拉诺维特关于强关系和弱关系理论的启发，通过对等网 中节点根据交互历史事务进行相似度的计算，与目标节点是弱关系的节点，对其 西南j 、学博f 学竹论文 给出的信誉评价以较大的权重。因此本文提出了一个对等网中节点之阳j 交互事务 历史为依据的节点信誉评价模型，利用节点之间的直接经验得到的信任、其它节 点的间接经验形成的环境信誉评价共同得到对某个节点的信誉，这些信息的收集 和评价的获得都是分布式进行，节点只保留和节点有关系的节点的信誉评价。 二、构建了以资源利用率为激励机制的对等网节点激励模型 激励机制的目标是设计出较为完善的模型，使得节点能够从系统获取的资源 与节点贡献给系统的资源有关联。早期的对等网资源激励机制，就是根据每个节 点的资源贡献来得到系统相应回报，所以节点资源利用率成为对等网资源激励机 制的首选思路。根据这样思路，本文提出了基于节点资源贡献的激励机制模型。 在该模型下节点的贡献资源的行为受到鼓励，积极贡献资源的节点在获得资源时 有优先权，体现了节点的资源利用率和贡献资源之间的关系，实现了对节点贡献 资源行为的激励。 三、构建了对等网中节点的资源定价策略 资源的定价是经济机制中一个非常重要的问题，只有合理的定价才可以达到收 益最大化。在对等网中，节点的资源通过拍卖的方式来进行分配，就必须对节点 自有的资源进行定价，请求获得资源节点的信誉、请求获得资源的竞争节点的数 量、采用拍卖分配时的约束条件等，都与资源定价有密切关系。本论文只讨论在 价格和撤销费用两个约束条件下资源价格的定价模型。 四、构建了一个基于信誉的对等网资源拍卖激励机制 在经济激励机制中，拍卖模式具有很多经济学上的优点，基于拍卖的方法考 虑到了在对等网中节点信息是私有，以及节点理性的特点，而且拍卖方式具备灵 活、有效、可扩展、即时反馈、并有助于理性节点的投资决策等优点，所以我们 利用拍卖这个经济模式来激励节点贡献资源。对等网节点之间，在相互进行事务 交流和通过拍卖来进行资源分配的过程中，对等网节点的信誉成了一个关系到事 务是否成功，拍卖是否能够成功兑现的关键因素，所以本文在基于信誉的对等网 资源拍卖激励机制方面作了一系列研究。 i l 捅壁 论文构建了基于信誉的对等网资源拍卖激励模型，运用m a t l a b 进行了模拟 实验。在模拟实验中分析了在不同的条件下，对等网节点的信誉评价；根据不 同的信誉，进行基于信誉的资源拍卖分配方法，使信誉良好的节点的资源利用 率可以得到有效的保障，从而验证了研究工作的可行性和有效性。 关键词：信誉对等网拍卖激励机制 i i i r e s o u r c e sa u c t i o ni n c e n t i v em e c h a n i s mb a s e do n r e p u t a t i o ni np 2 p n e t w o r k s m a j o r ：p s y c h o l o g y r e s e a r c hd i r e c t i o n ：a r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f q i u ，y u h u i a u t h o r ：l i u ，h o n g t a o ( b 2 0 0 4 0 8 7 ) a b s t r a c t i n2 1 s tc e n t u r yt h ei n f o r m a t i o nc e n t u r y , t h ea p p l i c a t i o no np 2 ph a s ee x c e e d e d t h ea p p l i c a t i o no nw e b a n di tb e c o m et h et o p i cp e r s i s tf o c u sb yt h er e s e a r c h e rp 2 p n e t w o r k sb e c o m et h ed i r e c t i o no fo n eo ft h em o s ta c t i v ea r e a so fr e s e a r c hi n d i s t r i b u t e ds y s t e m st h e r ea r em a n yf r e er i d i n gi np 2 pb e c a u s eo f t h ec h a r a c t e r i s t i c so f p 2 p p e e r ss u c ha sd i s t r i b u t e d ，d y n a m i cc h a n g e ，a n o n y m o u s ，e t c a st h e r ea r cm o r e a n dm o r ep e e r - t o - p e e rs y s t e m si nt h ew o r l da n dt h e yb e c o m el a r g e ra n dl a r g e r , h o w t or e s o l v et h ep r o b l e mo ff a i rr e s o u r c e ss h a r i n gi np e e r - t o p e e rs y s t e mi sb e c o m i n g m o r ea n dm o r es e r i o u s i nt h ee a r l ys t a g eo f p e e r - t o - p e e rs y s t e m s ，v e r yl i t t l ea t t e n t i o n w a sp a i dt oi n c e n t i v em e c h a n i s ma n dm o s ts y s t e m sd i d n tc o n t a i ns u c hk i n do f d e s i g n a sar e s u l t ，m o r ea n dm o r ep r o b l e m sd u et ol a c ko fi n c e n t i v em e c h a n i s ma p p e a r s o t h ei n c e n t i v em e c h a n i s mi np 2 pn e t w o r k si st h em o s ti m p o r t a n tr e s e a r c hi nd i s t r i b u t e d s y s t e m si t i sak e yf a c t o ro fh o wt oi m p r o v et h ec a p a b i l i t yo fp 2 p , t h a th o wt o e n c o u r a g ep 2 pp e e r so fr a t i o n a la n ds e l fi n t e r e s t i n gt oc o n t r i b u t ep e e r sr e s o u r c e s e f f e c t i v e l ya n dr e c e n t l ya n di m p r o v et h eu t i l i t yo f p 2 p sr e s o u r c e i nt h i st h e s i s w e p r e s e n tan o v e lm o d e lt oe n c o u r a g ep 2 pp e e r so fr a t i o n a la n ds e l fi n t e r e s t i n gt o c o n t r i b u t ep e e r sr e s o u r c e s t h em a j o rr e s e a r c hw o r ki nt h i st h e s i sc a nb ev i e w e da sf o l l o w ： 两南人。学蹲卜毕1 ，论文 1 c o n s t r u c t e dam o d e lo fp e e r sr e p u t a t i o nb a s eo nt h ei n t e r a c t i v eh i s t o r y b e t w e e np e e r sa n dt h ea p p l i c a t i o no f s m a l lw o r l dn e t w o r kt h e o r yi np s y c h o l o g y t h ea p p l i c a t i o no fp 2 pn e t w o r k su s u a l l yr e q u i r e sc o o p e r a t i o na m o n gv a r i o u s p e e r st oc o m p l e t ea n db e c a u s eo ft h ed i s t r i b u t e d ，d y n a m i cc h a n g e ，a n o n y m o u si n p 2 e i ti sa l li m p o r t a n ti s s u et os e l e c tr i g h tp e e r st oc o o p e r a t e b u tw ec a ng e taw e l l d o n eb ye s t a b l i s h i n gar e p u t m i o ns y s t e m s i n s p i r e db yt h et h e o r yo fs m a l lw o r l d sa n d s t r e n g t h r e l a t i o no fg r a n o v e t t e r , w ec o m p u t et h es i m i l a r i t yo fp e e r st h r o u g h i n t e r a c t i v eh i s t o r yb e t w e e np e e r s w es e tt h em o r ew e i g h to np e e r sr e p u t a t i o n e v a l u a t i o nw ew a n tt og e tt h er e p u t a t i o nf r o mw e a kr e l a t i o nt os o m ep e e r st h a ns t r o n g r e l a t i o np e e r s w ec o m p u t eap e e r t h er e p u t a t i o ni nd i s t r i b u t e db yu s i n gd i r e c t i n f o r m a t i o na n di n d i r e c to re n v i r o n m e n ti n f o r m a t i o n 2 c o n s t r u c t e di n c e n t i v em e c h a n i s mb a s eo np e e r sr e s o u r c e su t i l i t y t h eg o a lo fi n c e n t i v em e c h a n i s mi s d e s i g n t oac o m p a r a t i v e l y p e r f e c t m e c h a n i s m i nt h em e c h a n i s mt h er e s o u r c e sp e e r sg e tf r o mt h es y s t e m sa r er e l a t e dt o t h er e s o u r c e sp e e r sc o n t r i b u t et ot h es y s t e m s t h ee a r l yi n c e n t i v em e c h a n i s mi np 2 p w a sb u i l ta c c o r d i n gt ot h er e s o u r c e sw h i c hp e e r sc o n t r i b u t e dt op 2 pn e t w o r k s s o i ti sap r e f e r r e di d e at h a tp e e r sw h i c hc o n t r i b u t e dm o r er e s o u r c e sc a ng e tr e t u r nb y h i d e rp e e r sr e s o u r c e su t i l i t y w ec o n s t r u c t e da ni n c e n t i v em o d e lt h a tt h ep e e r s w h i c hc o n t r i b u t et h e i rr e s o u r c e sp o s i t i v l yh a v ep r i o r i t yt og e tr e s o u r c e sf r o mp 2 p n e t w o r k s 3 c o n s t r u c t e dar e s o u r c e sp r i c i n gm o d e li np 2 p w em u s tm a k eap r i c ef o rp e e r s r e s o u r c e sb e c a u s ea u c t i o ni st h em e a s u r eo f r e s o u r c ea l l o c a t i o n p r i c eo fr e s o u r c e si sr e l a t e dt op e e r s r e p u t a t i o n ，t h en u m b e ro f p e e r si na u c t i o na n dt h ec o n s t r a i n t so fa u c t i o n i nt h i st h e s i sw ed os o m er e s e a r c hi n a u c t i o nc o n s t r a i n t sa b o u tp r i c ea n df e ec a n c e l l a t i o n ， 4 c o n s t r u c t e dar e s o u r c e sa u c t i o ni n c e n t i v em e c h a n i s mb a s eo nr e p u t a t i o ni n p 2 pn e t w o r k s 1 i e x t e n s i b l e ，i n s t a n tf e e d b a c ka n dh e l pp e e r sm a k er a t i o n a li n v e s t m e n td e c i s i o n s p e e r s r e p u t a t i o ni st h ek e yf a c t o ri na u c t i o n ，s ow ec o n s t r u c t e dar e s o u r c e sa u c t i o n i n c e n t i v em e c h a n i s mb a s e do nr e p u t a t i o ni np 2 pn e t w o r k s e v e n t u a l l y ，w em a k es i m u l a t i o ne x p e r i m e n t ，ea n a l y s e dt h e e v a l u a t i o no f t h e r e p u t a t i o no fp e e r s i np 2 p u n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s ，a n dt h ei n c e n t i v em e c h a n i s m o fa u c t i o n t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h ef e a s i b i l i t ya n de f f i c i e n c yo fo u r m c t h o d k e y w o r d s ：r e p u t a t i o n ，p 2 ea u c t i o n ，i n c e n t i v em e c h a n i s m i i i 图目录 图2 i 规划网络、小世界网络和随机网络2 2 图2 2 信任传递。2 7 图2 3 信任的分类! 2 8 图2 , 4 集中式信誉评价系统2 9 图2 5 分布式信誉系统3 0 图3 6 信任向量4 3 图3 7 通过虚拟合并节点来减少参与计算节点4 6 图3 8 不同规模h m 类恶意节点f 诚实节点获得平均信誉值4 7 图3 9 不同规模h e 类邪恶节点f 诚实饥点获得平均信誉值4 8 图3 5 不同规模h s 类自私节点下诚实节点获得平均信誉值4 9 图3 6 不同类型节点混合存在对等网中节点获得平均信誉值，5 0 图4 1 0 节点发出的资源的请求被接受的概率函数和节点资源贡献之间关系5 4 图4 n 对等网中全为诚实节点的资源利明效率5 6 图5 1 2 模式一期望收益7 1 图5 1 3 模式一最优标价7 2 图5 1 4 模式一模拟拍卖收益结果7 2 图5 1 5 模式一收益期望和实际实验结果比较。7 3 图5 1 6 模式二收益期望和实际实验结果比较。 图5 1 7 模式二资巍晟优标价7 4 表目录 表2 1 对等网各种拓扑结构性能比较1 5 表2 2 最流行的拍卖形式3 2 表3 3 第三章使用的符号4 4 表3 4 凯文贝肯分布序列4 6 表3 5 各类节点比例4 9 表4 5 第四章使用符号5 3 独创性声明 学位论文题目： 丛王篮鲎幽盟签趔终逝拍娄邀励圭! l 剑型f 宣 奉人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的刷志对本研究所做的任何贞献均已在论文巾作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者：别j 咎坜签字日期：7 年q - 月l f j 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论义作者完全丁解西南大! 学柏关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据阼进行检索可以采川影印、缩e i 或扫 描等复制手段保存、朔：编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密 口保密期限至年月止) 学位论文作者签名：幻澎脯 签字日期：弘阳7 年争月fs ，曰 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址 电话：f 2 邮编： 第帝前青 第一章前言 对等网络起源于上t 廿= 纪九十年代末。尤其是在以n a p s t e r 5 为代表的对等网络系统在推 出并迅速普及之后，越来越多的对等网络系统的发布和流行一步步验证了对等网络思想的成 功。今天，对等网络应用已经超过传统的w e b 应用成为占用i n t e r n e t 带宽最多的应用，其发 展之势愈演愈烈，成为业界持续笑注与探讨的话题。在国内外，对等网络成为分布式系统方 向最活跃的研究领域之一。 1 1 问题的提出 客观地说，在分布式系统中，对等网这种网络的组织模式并不是什么新技术，自从上个 世纪7 0 年代网络产生以来就存在了，只不过当时的网络带宽和传播速度限制了这种组织模式 的发展。9 0 年代末，随着高速互联网的普及、个人计算机计算和存储能力的提升，p 2 p 技术 重新登上历史舞台并且带来了一场技术上的革命。许多基于p 2 p 技术的应用应运而生，给人 们的生活带来了极大的便利。 对等网络的一个重要特性，也是能够吸引众多用户加入的一个因素是用户行为的自由 性，表现为用户可以自由的加入和退出。尤其在共享类的应用中，提供资源和获取资源不需 要通过身份认证，用户不为自身的行为担负( 法律) 责任。这个特点既是对等网络锝以发展的 因素之一，同时也将会成为限制对等网络发展的因素之。我们注意到，目前在对等网络中， 因为对等网中节点具有分布式、动态变化、匿名、等特点，所以存在大量的搭便车( f r e e - r i d i n g ) 现象 1 0 2 1 ，随着对等网络系统的应用越来越广泛，系统规模越来越大，对等网络系统中资 源的公平共享问题正在变得越来越严重，大量节点不共享资源却可以接近无限的获得共享资 源( 对等网足够大) 。如果没有一个合理机制约束用户( 节点) ，就会导致愿意共享资源的 节点越来越少，并且这些节点的退出系统将极人影响对等网的稳定性，整个网络的资源越来 越少，申请获得资源的节点相对越来越多，就如同社会心理学中提到的，每一个节点都只从 自己的利益出发，掠夺某种短缺资源将会导致公共资源枯竭，最终每一个节点都免不了深受 其害形成公共悲剧( t r a g e d y o f t h e c o r l l l t l o n s ) 【1 0 3 ，1 0 4 。现存的对等网节点已经表现出来 的一些不良行为，影响了系统的良性运行。主要的表现有：同谋，欺诈行为，发送虚假信息； 节点随意地中止( 文件上载朔务 恶意破坏行为，传播不良信息，侵害他人利盏等。同人际 网络一样，对等网络也是一个由公共行为构成的公共网络，必须建立一种激励机制以保证成 员能在一种公平、安全、可信的环境中存在和发展。 两南人博f 学位论定 对等网激励机制中一种可能的办法是对对等网中节点进行信誉评价，在多个同样服务可 选的情况f 信誉值高的霄点成为首选，所以我们建立一种新的对等网信誉评价机制是十分 必要的。这种必要性不仅体现在_ i l j 户对p 2 p 网络的有效使用上，也体现在有利丁：网络的良性 发展上。对等网匿名节点信誉评价机制的建立也有利丁j 克服对等网中匿名带来的一些不利因 素，同时也不破坏肯点匿名的规则。 在对等网中如果没有恶意节点、邪恶节点、自私市点的存在，每个节点都真实的发布 自己的信息。我f f j 可以根据常点对对等网贡献的大小来建立合理的激励机制，鼓励节点积 极贡献资源。但是对等网存在各种非诚实节点，这些节点有同谋，欺诈，发送虚假信息； 随意地中止服务等行为。所以激励机制中必须考虑克服这些存在的不良因素。 基丁：市场的经济机制已经在许多传统的计算机管理系统中得到采用。早期的研究人员将 这个研究领域也称为基于市场机制的控制( m a r k e t - b a s e d c o n t r 0 1 ) 或面向市场的程序设计 ( m a r k e t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，m o p ) 等；然而由于对等网技术的出现，为传统意义上的 基于经济机制进行计算机资源管理增加了新的内涵。其中，尤其是拍卖机制，由于其特有的 灵活性，从而被广泛应用。 拍卖模式具有很多经济学上的优点，而基于拍卖的方法由于考虑到了在分布式系统中信 息是私有，同时具备灵活、有效、可扩展、即时反馈、并有助于用户的投资决策等优点，因 此基于拍卖的方法比较适合于对等网环境下资源的分配与调度。 所以我们提出建立一个基丁信誉的对等网资源拍卖激励机制。根据节点的信誉来确定是 否响应节点发出的获得资源的请求，以收益最人化来约束资源的定价，鼓励对等网中节点积 极贡献自己的资源来提高节点本身和对等弼的资源利用率和稳定性。 1 2 研究的意义 由于在对等网络发展的早期，激励机制并末引起大家的充分重视，绝大多数的系统也 没有将其包含在系统设计中，目前因激励机制的缺乏或者激励机制失效而导致的问题越来 越多。所以对等网中资源激励机制已经成为分布式系统研究领域的一个最重要课题。如何 有效、合理地鼓励对等网中理性和自私甘点去贡献自有资源，并有效利h j 好对等网中已经 拥有的资源，成为提高对等网综合能力的关键田素。 激励策略的设计。这是激励机制研究中一个核心问题，即如何建立公平有效的激励策略。 使得前点行为能够符合设计者的预期，激励机制的目标是设计出较为完善的激励机制，简单 的说就是使得竹点能够从系统获取的资源与钳点贡献给系统的资源成比例。具体的讲，就是 2 第一帚前占 促使节点为了获取更多的资源而主动将自己的资源贡献给系统。考虑剑对等网络系统的规模 和节点隶属f 不同的组织和个人，激励策略的设计必须能够j i 备相当的反作弊能力。同时， 还必须认真考察该策略对于节点行为的影响。 对等网的激励机制是对等网发展的一个重要问题，如何在不改变对等网的动态变化，匿 名，几乎零成本加入等特点的情况下，鼓励对等网中节点积极贡献资源是一个不仅涉及到计 算机技术，还涉及剑社会学、人类行为学以及心理学等领域的跨学科问题。 当对等网系统规模达到一定程度后，参与的节点必然来自不同的个人和组织。如何使 得这些有着不同利益的个人和组织都能够遵守系统的规则，在满足自己利益的同时不损害 系统的整体利益，是关系剑对等网系统正常运转的一个重要u j 题。因而对等网系统中激励 机制的研究对于对等网系统的进一步发展具有重要意义。 基于市场机制的资源分配机制中，拍卖是一个比较适用于分布式系统的资源分配方式， 我们通过对对等网中节点的资源进行拍卖分配来达到贡献资源节点收益最大化的效果，并根 据对等网中节点的动态变化情况来确定贡献资源节点的资源价格，使对等网中节点相互竞 争、相互影响、共同演化，达到激励节点贡献资源的目的。 1 3 研究内容和创新 本文基于信誉的对等网资源拍卖激励机制的研究工作和创新点，主要包括以下几个方 面： 一，基于社会心理学的小世界网络模型理论，构建了对等网中节点之间交互事务历史为 依据的节点信誉评价模型 由于对等网节点信息存在不对称，节点匿名、动态变化等特征，而基于对等网的应用 通常需要多个节点之间相互合作才可以完成，所以选择合适的合作节点成了对等网中的一 个重要问题。这个问题可以通过建立节点的信誉评价系统来解决。受小世界模型以及格拉 诺维特关于强关系和弱关系理论的启发，通过对等网中节点的交互历史事务进行相似度的 计算，与目标节点是弱关系的节点，我们对其给出的信誉评价以较大的权重。同时根据对 等网具有典型的小世界特性进行近似计算，达到降低计算复杂度的目的。因此本文提出了 一个对等网中节点之间交互事务历史为依据的竹点信誉评价模型，利用节点之间的直接经 验得剑的信任、其它节点的间接经验形成的环境信誉评价来共同得到对某个节点的信誉， 这些信息的收集和评价的获得都是分布式进行，节点只保留和节点有关系的节点的信誉评 两南人学博i ：位论文 价。 二、构建了以资源利用率为激励机制的对等网节点激励模弛 激励机制的目标是设计出较为完善的模璎，使得节点能够从系统获取的资源与节点贡 献给系统的资源有关联。早期的对等网资源激励机制，就是根据每个节点的资源贡献来得 到系统相应回报，所以：声点资源利用率成为对等网资源激励机制的首选思路。根据这个思 路，本文提出了基于节点资源贡献的激励机制模型。在该模型下节点的贡献资源的行为受 到鼓励，积极贡献资源的节点在获得资源时，根据差异服务原则，其贡献资源的行为享有 获得资源的优先权，体现了节点的资源利用率和贡献资源之间的关系，实现了对节点贡献 资源行为的激励。 三、构建了对等网中节点的资源定价策略 资源的定价是经济机制中一个非常重要的问题，只有合理的定价才可以达到收益最大 化。在对等网中，节点的资源通过拍卖的方式来进行分配，就必须对节点自有的资源进行 定价。请求获得资源节点的信誉、请求获得资源的竞争节点的数量、采用拍卖分配时的约 柬条件等，都与资源定价有密切关系。本文只讨论在价格和撤销费崩两个约束条件下资源 价格的定价模型。 四、构建了一个基于信誉的对等网资源拍卖激励机制 在经济激励机制中，拍卖模式具有很多经济学上的优点，基于拍卖的方法考虑到了在对 等网中节点信息是私有，以及节点理性的特点，而且拍卖方式具备灵活、有效、可扩展、即 时反馈、并有助于理性节点的投资决策等优点，所以我们利用拍卖这个经济模式来激励常点 贡献资源。在对等网节点之间相互进行事务交流和通过拍卖来进行资源分配的过程中，对等 网节点的信誉成了一个关系到事务是否成功，拍卖是否能够成功兑现的关键因素。由资源的 标价和获得资源节点使用资源的效用来决定参与拍卖分配节点的多少。并且参与拍卖分配节 点的多少、贡献资源节点获得的期望收益、参与拍卖分配资源诲点的信誉值等冈索，将约束 贡献资源符点的最人期望收益和获得这一期望收益、对自有资源的最优标价，并用实验模拟 加以验证。所以本文在基丁信誉的对等网资源拍卖激励机制方面作了一系列研究。 1 4 论文的结构 第一二章介绍对嚣网技术的特点，虑_ j ，小世界理论、分布式信誉评价摸跫、多a g e n t 技术和经济机制中拍卖理论。 4 第一章前言 第二章提出了一个基f 历史事务的对等网信誉评价模硝。用对等网中节点之间的直接 信任和间接信誉来计算指定节点的全局信誉值，计算节点之间的相似度，应用计算获得相 似度和对等网与小世界网络模型理论来近似计算对等网中节点的信誉值。 第四章提出一个基1 二节点贡献和根据节点自身信息来进行差异服务，以鼓励节点贡献 资源的激励机制。 第五章提出了一个基于拍卖理论，根据节点的信誉值、资源标价、资源利埘效用来进 行资源分配的模型，并通过该模型找剑贡献资源节点对自有资源给出合适的价格来获得最 大期望收益。 第六章总结及将来的：i ：作。 5 第。章丰f j 关理论 第二章相关理论 2 1 对等计算p 2 p 2 1 1 对等网定义 最近几年，对等计算( p e e r t o - p e e r ，简称p 2 p ) 迅速成为计算机界关注的热门话题之 一，财富杂志更将p 2 p 列为影响i n t e r n e t 未来的四项科技之一 “p e e r ”在英语里有“对等者”和“伙伴”的意义。因此，从字面上，p 2 p 可以理解为 对等互联网。国内的媒体一般将p 2 p 翻译成“点对点”或者“端对端”，学术界则统一称为对 等计算。p 2 p 可以定义为：网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源( 处理能力、存 储能力、网络连接能力、打印机等) ，这些共享资源通过网络提供服务和内容，能被其它对 等节点( p e e r ) 直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参与者既是资源( 服务和内容) 提供者( s e r v e r ) ，又是资源获取者( c 1 l e n t ) 。 对等网也可简单地定义为网络中的计算机( 称为对等机) 通过直接交换共享计算机资源 和服务的网络，网络中所有的节点是对等的，具有相同的责任与能力并协同完成任务，对等 机兼有客户机和服务器的功能。对等点之间通过直接互连实现信息，处理器、存储甚至高速 缓存等资源的全面共享，无需依赖集中式服务器支持，消除了信息资源孤岛和客户机服务 器模型中的服务瓶颈问题。对等网络系统具有自组织、容错性好、可扩展性强等特性，这使 得其特别适合于广域网范围的各种应用，尤其是文件共事。除文件共享外，有研究人员提出 利用对等网络来构建大规模、高容错性的存储系统、进行内容发布、替代现有的w e b 服务； 甚至通过底层的覆盖网络将包括互联网在内的各种异构网络形式结合在一起，演化出泛在、 可扩且异构互连的复杂网络体系。 客观地说，这种计算模式并不是什么新技术，自从上个世纪7 0 年代网络产生以来就存在 了。只不过当时的网络带宽和传播速度限制了这种计算模式的发展。9 0 年代末，随着高速互 联网的普及、个人计算机计算和存储能力的提升，p 2 p 技术重新登上历史舞台并且带来了一 场技术上的革命。许多基丁二p 2 p 技术的应用应运而生，给人们的生活带来了极人的便利。 目前，在学术界、工业界对于p 2 p 没有一个统一的定义，下面列举几个常用的定义供参 考： 定义l 、ad i s t r i b u t e dn e t w o r ka r c h i t e c t u r em a yb ec a l l e dap e e r - t o - p e e r ( p t o p ，p 2 p ，) n e t w o r k ，i f t h e p a r t i c i p a n t ss h a r ea p a n o f t h e i r o w n h a r d w a r er e s o u r c e s ( p r o c e s s i n g p o w c l , s t o r a g ec a p a c i t y , n e t w o r kl i n kc a p a c i t y ，p r i n t e r s ，) t h e s es h a r e dr e s o u r c e sa r en e c e s s a r yt o 7 两市人辨卜# 能论艾 p r o v i d et h es e r v i c ea n dc o n t e n to f f e r e db yt h en e t w o r k ( e g f i l es h a r i n go rs h a r e dw o r k s p a c e sf o r c o l l a b o r a t i o n ) t h e ya r ea c c e s s i b l eb yo t h e rp e e r sd i r e c t l y ，w i t h o u tp a s s i n gi n t e r m e d i a r ye n t i t i e s t h ep a r t i c i p a n t so f s u c han e t w o r ka t et h u sr e s o u r c e ( s e r v i c ea n dc o n t e n t ) p r o v i d e r sa sw e l la s r e s o u t e e ( s e r v i c ea n dc o n t e n t ) r e q u e s t o r s ( s e r v e n t - c o n c e p t ) 【l 】 定义2 、p e e r - t o - p e e r i sa t y p e o f i n t e m e t n e t w o r k a l l o w i n ga g r o u p o f c o m p u t e r u s e r s w i t h t h es a “埠n e t w o r k i n g p r o g r a m t o c o l m e c t w i t h e a c h o t h e r f b r t h e p u r p o s e s o f d i r e c t l ya c c e s s i n g f i l e sf r o mo n ea n o t h e r sh a r dd r i v e s 【2 】 定义3 、p e e r - t o - p e e rn e t w o r k i n g ( p 2 p ) i sa na p p l i c m i o n t h a tr u n so nap e r s o n a lc o m p u t e r a n ds h a r e sf i l e sw i t ho t h e ru 嗣璐a c r o s st h ei n t e r n e t p 2 pn e t w o r k sw o r kb yc o n n e c t i n gi n d i v i d u a l c o m p u t e r st o g e t h e rt os h a r ef i l e si n s t e a do f h a v i n gt og ot h r o u g hac e n t r a ls e r v e r j 3 】 定义4 、ad i s t r i b u t e dn e t w o r ka t c m m c m r eh a st ob ec l a s s i f i e da sap u r ep e e r - t o - p e e r n e t w o r k 。i f i ti sf i r s t l yap e e r - t o - p e e rn e t w o r ka c c o r d i n gt od e f m i t i o n1a n ds e c o n d l yi f a n ys i n g l e ， a r b i t r a r yc h o s e nt e r m i n a le n t i t yc a l lb er e m o v e df r o mt h en e t w o r kw i t h o u th a v i n gt h en e t w o r k s u f f e r i n ga n yl o s so f n e t w o r ks e r v i c e 。【4 l 定义5 、ad i s 砸b u t c dn e t w o r ka r c h i t e c t u r eh a st ob ec l a s s i f i e da sa h y b r i d p e e r - t o - p e e r n e t w o r k ，i f i ti sf i r s t l yap e e r - t o p e e rn e t w o r ka c c o r d i n gt od e f i n i t i o n1a n ds e c o n d l yac e n t r a l e n t i t yi sn e c e s s a r yt op r o v i d ep a r t so f t h eo f f e r e dn e t w o r ks e r v i c e s 【l 】 虽然上述定义稍有不同，但共同点都是p 2 p 打破了传统的c l i e n t s e r v e r ( c s ) 模式。在