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P2P网络以端到端的方式进行节点互联和文件共享,解决了传统Client-to-Server模式的单点失效和性能瓶颈问题,近年来在文件共享、多媒体传输、分布式计算、协同工作等领域获得了广泛发展。P2P网络可以分为集中式,全分布式,和半分布式P2P网络。全分布式P2P网络具有带宽消耗大、扩展性差的问题;集中式P2P则具有单点失效和负载不均衡的问题。相比于上述结构,半分布式P2P网络结合了两者的优点,具有扩展性高、负载均衡、管理高效等特点,在实际网络中应用最为广泛。半分布式P2P网络环境下的相关问题也成为研究的热点。P2P网络具有开放、匿名、自组织的特点,在为用户提供了方便有效的服务支持的同时,也为网络中的恶意节点发动攻击行为提供了便利条件。以文件污染、僵尸网络等为代表的P2P网络恶意攻击行为严重影响了网络的性能和发展。减少P2P网络中恶意攻击的影响,提升P2P网络的安全性能已成为迫切需要解决的问题。当前的研究多采用信任机制增强P2P网络的安全性,通过评估节点的可信程度来为节点选择高质量服务、避免不安全交互提供选择依据。信任机制的通常研究方法是通过节点之间的相互评价与推荐获得节点的可信度,虽然可以在一定程度上提升网络安全性能,但计算过程依赖于反馈和推荐信息,对于大规模网络中反馈稀疏的情况评估性能较差,特别当恶意节点提供虚假反馈,发动共谋攻击,女巫攻击等针对信任模型的攻击时难于应对。提高网络安全性的研究从本质上讲,是通过对节点以往交互进行评估来预判节点将来提供何种服务,进而趋利避害指导后续交互的过程。在P2P网络中,存在大量在以往的研究中被忽视的节点交互数据,诸如交互频次,上传总量等这些客观的反映着节点在网络中的交互行为模式的节点交互数据。这些数据对于评估节点在以往交互过程中所采取的行为模式有重要意义。本文从数据分析的角度出发,以节点的客观交互数据为依据,基于数据挖掘领域离群点挖掘的方法,提出了一种适用于半分布式P2P网络的恶意节点检测模型。首先,利用节点之间的交互数据对节点的行为模式进行建模;其次,采用频繁模式挖掘的方法提取P2P子网内节点间的局部频繁行为模式;再次,通过各超节点之间最大频繁模式的增量传播与聚合更新全局频繁行为模式;最后,分别分析节点行为模式与局部频繁行为模式和全局频繁行为模式之间的关系,得到节点的局部离群因子和全局离群因子,检测节点与P2P子网的恶意程度。仿真实验结果表明,该方法在较小的时间和空间复杂度下,能够有效识别P2P网络中的恶意P2P子网和恶意节点。