探究可信網(wǎng)絡(luò)中一種基于行為信任預(yù)測的博弈控制機(jī)制

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探究可信網(wǎng)絡(luò)中一種基于行為信任預(yù)測的博弈控制機(jī)制

季獻(xiàn)納

（清華大學(xué),北京,100001)

網(wǎng)絡(luò)可信技術(shù)是一種新增加的，以原來的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)為依托的，預(yù)測行為信任的方法。這種新的預(yù)測方法可信度和安全性都比較高，是一種科學(xué)的預(yù)測方法。網(wǎng)絡(luò)可信研究還能夠有效地對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)的處理，保障網(wǎng)絡(luò)安全與服務(wù)質(zhì)量，從而實(shí)施智能的、自適應(yīng)的策略。可信網(wǎng)絡(luò)的含義為：對于網(wǎng)絡(luò)中的客戶的行為以及導(dǎo)致的結(jié)果可以通過可信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測和管理。而網(wǎng)絡(luò)的可信性主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)用戶的可信性；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可信性和網(wǎng)絡(luò)信息傳輸可信性。本文對可信網(wǎng)絡(luò)中的博弈控制機(jī)制進(jìn)行探究，并期望得出有效的行為新人預(yù)測。

1　可信網(wǎng)絡(luò)概述

可信網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵主要分為三個部分，一是網(wǎng)絡(luò)用戶可信性；二是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可信性；三是網(wǎng)絡(luò)信息闡述可信性。下面筆者就對網(wǎng)絡(luò)信息的可信性的內(nèi)涵中的三方面進(jìn)行闡述。

1.1網(wǎng)絡(luò)用戶可信性

網(wǎng)絡(luò)用戶可信性首先體現(xiàn)在其行為是否能夠符合規(guī)定下的規(guī)范，之后是看是否能夠進(jìn)行預(yù)期的管理，最后要看網(wǎng)絡(luò)用戶是否會對網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備以及數(shù)據(jù)造成嚴(yán)重的破壞或損壞。

1.2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可信性

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可信性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先是訪問者訪問的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者服務(wù)程序是否符合向訪問者提供的服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)程序提供的服務(wù)信息是否真實(shí)可靠，并且不帶有欺騙成分；其次是服務(wù)程序或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的終端是否會為用戶的終端帶來一些病毒。

1.3網(wǎng)絡(luò)信息傳輸可信性

網(wǎng)絡(luò)信息傳輸可信性一般體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的各個結(jié)合點(diǎn)上。結(jié)合點(diǎn)在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中，必須要忠實(shí)于用戶終端，不能對傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行修改或者夾帶。否則網(wǎng)絡(luò)信息傳輸就不具有可信性。

由此可見，可循網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)本身以及網(wǎng)絡(luò)的用戶這3個組成完整的信息系統(tǒng)的要素來說，保護(hù)措施不是逐層遞增的，相反的，是逐漸遞減的。也就是說，一般的保護(hù)措施都會放在網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)本身。與此同時，卻忽略了對網(wǎng)絡(luò)用戶，也就是網(wǎng)絡(luò)用戶的客戶端的保護(hù)。這樣的保護(hù)措施是沒有科學(xué)性的。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)用戶的客戶端應(yīng)是數(shù)據(jù)源，幾乎所有源數(shù)據(jù)都被保存在網(wǎng)絡(luò)用戶的客戶端。也正由于網(wǎng)絡(luò)用戶客戶端缺少保護(hù)措施，才成為攻擊事件針對的對象。比如網(wǎng)絡(luò)病毒感染或源數(shù)據(jù)泄漏等等。這都是由于網(wǎng)絡(luò)用戶客戶端的保護(hù)措施太過脆弱，才會頻遭攻擊。因此，想要減輕攻擊事件的破壞性，還是要從加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)用戶客戶端的保護(hù)措施開始做起，將各種不安全的因素遏制在網(wǎng)絡(luò)用戶客戶端的源頭，以此來加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可信度。

另外，由于行為信任必須要基于用戶之前進(jìn)行過的交往行為數(shù)據(jù)之上，但是需要的卻是對未來的行為信任等級的預(yù)測。所以，對于用戶的未來的行為等級的預(yù)測是必然的。而上面提到過，有信任存在也必將有風(fēng)險，所以在進(jìn)行科學(xué)的決策的同時，需要對決策中可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測，而預(yù)測的結(jié)果也需要利用博弈控制的理論進(jìn)行相結(jié)合，并將納什均衡策略分析出來。

2　基于用戶的行為信任預(yù)測的博弈控制過程

基于用戶的行為信任預(yù)測的博弈控制的含義是以用戶身份信任為基礎(chǔ)，在行為信任預(yù)測領(lǐng)域?qū)τ脩舻牡男袨樾湃芜M(jìn)行有效的控制，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的管理。這其中包括對用戶的未來行為信任預(yù)測以及未來用戶的分先的分析，并掌握決策權(quán)，在決策權(quán)的操控下對網(wǎng)絡(luò)上的用戶狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)的強(qiáng)化處理，以此為基礎(chǔ)為網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的安全提供智能自適應(yīng)的策略。整個用戶的行為信任預(yù)測的博弈控制過程如下圖所示：

也就是說，在用戶的行為信任預(yù)測的博弈控制過程中的主要步驟流程為用戶向服務(wù)提供者索取信息；信息提供者取得用戶身份信任代理；之后再將行為信任反饋給服務(wù)提供者，然后服務(wù)提供者將信息傳輸?shù)焦芾碇行模芾碇行囊杂脩粜袨樾湃螢楸Ｕ希唤又鴮?shù)據(jù)傳輸?shù)叫湃晤A(yù)測代理，隨后抵達(dá)用戶行為數(shù)據(jù)庫；用戶行為數(shù)據(jù)庫再將信息傳回信任預(yù)測代理，之后便是決策代理，依然是以用戶的行為信任為基礎(chǔ)；經(jīng)過一系列的信息流轉(zhuǎn)，最終傳輸信息又將回到服務(wù)提供者出，然后將信息反饋給用戶。主要的流程就是以上幾點(diǎn)。而在這個過程中，數(shù)字“8”步驟中的意義是將行為信任的預(yù)測結(jié)果同時傳遞給兩方，也就是管理中心和決策代理，這兩方的前提都是用戶的行為信任。

3　貝葉斯網(wǎng)絡(luò)條件下對用戶行為的預(yù)測

3.1利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對用戶的信任屬性進(jìn)行分解

“信任”一詞源于社會學(xué)，是一種依賴關(guān)系。其含義是為了簡化人與人之間的合作關(guān)系，對可能存在的危機(jī)或者潛在的困難依然能保持的正面期待。雖然信任這種關(guān)系具有一定的主觀性，并且解釋的概念十分籠統(tǒng)，沒有一些實(shí)際性的說法，但是在社會學(xué)科上的信任依然會對量化自然學(xué)科中的網(wǎng)絡(luò)用戶行為信任造成非常不利的影響。所以，對于用戶的行為信任應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，實(shí)事求是，將用戶在實(shí)際生活中真正需要用到的功能特性和真正需求一層層地分解開來，將具有籠統(tǒng)性和綜合性的行為信任分解成不同屬性的行為信任，是行為信任的概念不斷地清晰化和透明化。之后便可以將已經(jīng)分解完的不同的行為信任屬性分解為更加詳細(xì)的幾個方面，這樣就能夠直接利用軟件或硬件對行為信任中留下的屬性進(jìn)行有效的測量了。比如，以用戶的行為信任的安全屬性來劃分，以用戶為信任為S，以性能信任的屬性為p，可以根據(jù)具體要求來具體劃分。還能將有效的信任的屬性或可靠的信任屬性劃分為更詳細(xì)的屬性。

安全信任屬性描述的主要應(yīng)為用戶所遵守的規(guī)范性，以及訪問數(shù)據(jù)庫之后直接或間接造成的損壞或攻擊。舉個例子，在進(jìn)行數(shù)字化的電子資源的購買時，用戶是否以其客戶端下載大量的在線的文章，或者利用其自身的客戶端掃描了端口，又或者是有沒有對非法的數(shù)字做預(yù)案進(jìn)行大量的訂購，這些問題都?xì)w屬在行為信任證據(jù)的范疇。而性能信任屬性就是對用戶的客戶端的性能方面屬性的描述了。用戶在使用客戶端下載數(shù)據(jù)的過程中，下載的速度、服務(wù)器的響應(yīng)時間以及用戶的客戶端在使用完數(shù)據(jù)庫之后，是否有釋放連接的時延等等都包括在性能行為信任中。所以，性能行為信任在工作中留下的數(shù)據(jù)對于利用有限數(shù)據(jù)資源的用戶是十分有意義的。如果下載的數(shù)據(jù)量是相同的，那么利用服務(wù)器時的時間也會是相同的，而且會使用更多的時間。這樣就會導(dǎo)致其他的用戶客戶端不斷請求服務(wù)器，就算連接數(shù)慢也無法得到請求的服務(wù)。

對用戶行為預(yù)測的方法主要是運(yùn)用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)勢在于，重要處于貝葉斯的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，那么每個節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)都是能夠確定的。那么網(wǎng)絡(luò)也就能夠利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型來進(jìn)行公示的整項(xiàng)運(yùn)算和你想運(yùn)算。由此就能夠得出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)的概率。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的特點(diǎn)是，不僅含有正確的理論知識，同時還能夠?qū)⑼评砗捅硎镜闹R有效地結(jié)合在一起，從而形成一個完整框架。這樣有兩點(diǎn)好處。一是能夠?qū)⑿袨樾湃蔚念A(yù)測的前因后果都結(jié)合在一起，能夠利用有向圖清晰而完整地表達(dá)出來；二是將行為信任的數(shù)據(jù)更加具有條理地統(tǒng)計出來，在利用條件概率的方式在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型中體現(xiàn)出來。這樣之前的推理和表示的知識就能夠與之后驗(yàn)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確而完整地銜接起來。一般行為信任的預(yù)測使用的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型如下圖2：

也就是說，用戶的行為信任分為性能信任屬性、可靠性信任屬性和安全信任屬性。在這個貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型基本構(gòu)成的有向無環(huán)圖中，代表變量的點(diǎn)與其他連接的節(jié)點(diǎn)是有向邊莫斯構(gòu)成的。其中的各個節(jié)點(diǎn)代表著各種新人的屬性。

3.2用戶行為信任的劃分等級以及符號的說明

有效地預(yù)測用戶未來的行為信任是主要的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，可以設(shè)用戶的行為信任為T，而性能屬性設(shè)為P，安全屬性設(shè)為S，劃分的等級為L，之后就可以開始對用戶信任的劃分等級開始預(yù)測了。利用如下公式：

在這個公式中，TH0是信任的閾值，也就是說每當(dāng)節(jié)點(diǎn)的行為信任的數(shù)值不大于TH0時，用戶就已經(jīng)不被服務(wù)提供者所信任了。而且TH0+TH1=1，得到的數(shù)值是1。在交往次數(shù)后，每次交往的總次數(shù)加在一起為n加1，這時不論節(jié)點(diǎn)的評估數(shù)值落在哪一個區(qū)間，在那個區(qū)間內(nèi)的交往次數(shù)都要加1。同時，還要滿足不同需求的預(yù)測。要保存的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該為兩個以上，對不同的節(jié)點(diǎn)的數(shù)值落在不同區(qū)間的次數(shù)要進(jìn)行統(tǒng)計和記錄。這種方法主要應(yīng)用在多信任屬性的情況下的行為信任預(yù)測。

3.3對用戶行為信任的預(yù)測

對用戶行為信任的預(yù)測要用公式先計算出未來的用戶行為信任鮮艷概率，然后將在預(yù)測的用戶與服務(wù)器交往的總次數(shù)和用戶的行為的概率進(jìn)行計算，得到節(jié)點(diǎn)的鮮艷概率，接著就可得知條件概率，之后便能夠預(yù)測出在特定的屬性條件之下，行為信任的等級概率。

3.4行為信任的預(yù)測工程中的性質(zhì)分析

一個信任屬性的數(shù)值并不能夠帶動整個屬性的的信任數(shù)值，所以只有在所有的信任屬性的數(shù)值都能夠有所增加時，才能夠提高整體的信任數(shù)值。再利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型中的公式，也能夠預(yù)測出多信任的屬性的情況下的各個信任等級的概率。信任等級的概率一般會分為：非常信任、信任、比較信任、基本信任和不信任這五種等級。這五種信任等級將行為信任滑得分為這五種結(jié)果，使運(yùn)算更加簡便。

4　基于可信網(wǎng)絡(luò)的行為信任的博弈分析

圖2　

用戶的安全行為是行為中最為重要的一部分，利用博弈分析的方法對行為信任進(jìn)行分析的方法是非常有效的。行為信任的安全性主要體系那在兩個方面，就是既要達(dá)到基本要求，也要達(dá)到高級要求。其中基本要求指的是用戶要遵守逇行為規(guī)范，需要按照約定來進(jìn)行規(guī)范的操作。比如是否按照服務(wù)器的規(guī)定來使用或下載資源、是否有超量下載的現(xiàn)象以及在外私自設(shè)立對外的代理服務(wù)器等等。而高級要求指得是要求用戶不能有損壞或破壞服務(wù)器的行為，不能對無誤器的數(shù)字資源產(chǎn)生不良的企圖，或者私自盜用他人的用戶客戶端進(jìn)行商業(yè)競爭或用來攻擊服務(wù)器等等。

而首先，就應(yīng)該對服務(wù)器和用戶客戶端的雙重禮儀進(jìn)行分析。在服務(wù)器接受訪問的過程中，用戶決不能存在欺騙行為。而在服務(wù)器為用戶提供服務(wù)時，必須要讓用戶獲得效益。若在使用服務(wù)器的過程中，用戶對服務(wù)器欺騙，那么就會使提供服務(wù)者和用戶都得不到收益。因此，用戶在使用服務(wù)器時不能對服務(wù)器進(jìn)行欺騙。

5　結(jié)語

本文對基于可信網(wǎng)絡(luò)中的，基于行為信任預(yù)測的博弈控制機(jī)制進(jìn)行分析，得出了一些結(jié)論。在利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的條件下，對可靠性信任屬性和安全信任屬性的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，并與公示相結(jié)合，計算出了有效的預(yù)測行為信任的方法，在實(shí)際的操作中也具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪京培.分布式場景中信任管理和模型評估的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學(xué),2013.

[2] 謝苑.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)信任模型研究[D].河南大學(xué),2010.

[3] 孫鵬飛.基于行為信任管理的檢測與推薦模型[D].燕山大學(xué),2012.

[4] 趙潔,肖南峰,鐘軍銳.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和行為日志挖掘的行為信任控制[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009（05）.

[5] 李雨辰.基于多維行為信任和決策屬性的可信網(wǎng)絡(luò)動態(tài)信任模型研究[D].南京郵電大學(xué),2014.

[6] 田立勤,林闖.可信網(wǎng)絡(luò)中一種基于行為信任預(yù)測的博弈控制機(jī)制[J].計算機(jī)學(xué)報,2007（11）.

[7] 陳璐.可信網(wǎng)絡(luò)連接與動態(tài)授權(quán)的理論及技術(shù)研究[D].武漢大學(xué),2010.

[8] 宋國峰,梁昌勇.一種基于用戶行為信任的云安全訪問控制模型[A].中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會、湖南大學(xué)、中科院科技政策與管理科學(xué)研究所、《中國管理科學(xué)》編輯部.第十五屆中國管理科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C].中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法與經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會、湖南大學(xué)、中科院科技政策與管理科學(xué)研究所、《中國管理科學(xué)》編輯部,2013 （08）.

[9] 劉迎春,鄭小林,陳德人.信任網(wǎng)絡(luò)中基于角色信譽(yù)的信任預(yù)測[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報,2013（01）.

[10] 田立勤,冀鐵果,林闖,楊揚(yáng).一種基于用戶行為信任的動態(tài)角色訪問控制[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用,2008（10）.

[11] 林闖,田立勤,王元卓.可信網(wǎng)絡(luò)中用戶行為可信的研究[J].計算機(jī)研究與發(fā)展,2008（12）.

摘要：近年來可信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為研究行為預(yù)測過程中的熱點(diǎn)，而在網(wǎng)絡(luò)可信度的研究過程中,對用戶行為信任的研究也已經(jīng)成為熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。另外,由于對行為的信任的方式是建立在過去的交流或社交的行為證據(jù)之上的。但是，我們探究可信網(wǎng)絡(luò)必須要有未來用戶的行為信任的等級。所以，對未來的用戶行為信任等級的科學(xué)性預(yù)測基于行為信任預(yù)測的可信網(wǎng)絡(luò)探究的必經(jīng)之路。本文先闡述了利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的方法預(yù)測了用戶行為信任，為此提供的控制機(jī)制不僅僅能夠預(yù)測出行為信任在單屬性條件下的等級，還能有效預(yù)測行為信任在多屬性條件下的等級。但是，信任并不是永恒的，有信任存在也必將有風(fēng)險。因此，在決策時不能只單單靠行為信任預(yù)測出的結(jié)果，否則會造成決策的結(jié)果片面，導(dǎo)致失誤。因此，本文還將行為信任的預(yù)測結(jié)果與博弈理論的分析相結(jié)合，并對其進(jìn)行支付矩陣的分析，以便于得出在用戶安全行為下的納什均衡策略均衡的策略。

關(guān)鍵詞：可信網(wǎng)絡(luò)；行為信任預(yù)測；博弈控制

To explore a behavior trust forecast game control mechanism based on Trusted Network

Ji Xianna

（Tsinghua University，beijing，100001)

Abstract：In recent years the trusted network has become a research hotspot in the process of behavior prediction,and in the course of the study in the research of network reliability,user behavior trust has become a hot spot in the world.In addition,due to the behavior of the trust is on behavior based on evidence of past or socialexchange.However,we explore the trusted network must have a future user behavior trust level.So,scientificprediction for the future of user behavior trust level to explore new trusted network behavior the only way which must be passed based on prediction.This paper first describes the prediction of user behavior trust by using the method of Bayesian network,this control mechanism provides not only can predict the behavior level of trust in a single attribute condition, can effectively predict the behavior of trust level in multi-attribute conditions.However,trust is not eternal,there will also exist trust risk.Therefore,when making decisions can not only rely on the behavior trust predicted results, otherwise it will cause the decision,one-sided,leading to errors.Therefore,this paper will analyze the prediction results of behavior trust and game theory combined,and analyzed the payment matrix on it,in order to draw in the user safety behavior of the Nash equilibrium strategy equilibrium strategy.

Keywords：trusted network;behavior trust forecast;game control