基于博弈論的Web服務(wù)信任評(píng)估模型

基于博弈論的Web服務(wù)信任評(píng)估模型

ByL.LZuo

引言基于博弈論的信任評(píng)估模型博弈分析仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析一引言Web服務(wù)信任機(jī)制Web服務(wù)Web服務(wù)作為一種新型的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式主要通過協(xié)同和服務(wù)的形式向外提供使能。隨著Web服務(wù)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)形成了一個(gè)巨大的標(biāo)準(zhǔn)組件庫，其中有大量的功能相同或相似服務(wù)，甚至存在一些惡意服務(wù)和虛假服務(wù)。引入信用機(jī)制對(duì)web服務(wù)進(jìn)行信任評(píng)估，為用戶選擇滿意和正確的Web服務(wù)。信用機(jī)制信任機(jī)制作為衡量服務(wù)信任等級(jí)的評(píng)價(jià)體系，是通過量化用戶在參與或使用服務(wù)之后的主觀感受建立起來的，評(píng)價(jià)值的高低可以較好的反映服務(wù)質(zhì)量的好壞。信任機(jī)制以信任值作為對(duì)服務(wù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)來劃分服務(wù)等級(jí)，從大量的功能相同或相似的服務(wù)中過濾掉不被用戶認(rèn)同的服務(wù)，篩選出符合大多數(shù)用戶使用要求的服務(wù)，可以降低用戶選擇惡意服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)狀目前，在Web服務(wù)信任評(píng)估方面，不少研究人員已經(jīng)提出了一些可行的方法，大多數(shù)方法主要是圍繞如何利用用戶和服務(wù)的歷史交互信息來判斷一個(gè)服務(wù)是否符合了用戶的預(yù)期結(jié)果，實(shí)踐表明，這些模型利用用戶反饋的信息對(duì)Web服務(wù)的信任值做出了準(zhǔn)確的評(píng)估，推動(dòng)了信任評(píng)估模型的發(fā)展，但是模型沒有考慮人的因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，只是一味的同等對(duì)待所有用戶的評(píng)價(jià)結(jié)果，沒有考慮不同用戶對(duì)同一服務(wù)看法的差異性，而且模型在抵制共謀行為方面有待研究。二基于博弈論的信任評(píng)估模型信任評(píng)估模型框架基本思想博弈基本要素和過程共謀行為的檢測(cè)（略）局中人的效用函數(shù)（略）信任評(píng)估模型框架

1)信任管理引擎(TME，TrustManagementEngine)。負(fù)責(zé)對(duì)Web服務(wù)的信任度進(jìn)行計(jì)算、更新、排列并向請(qǐng)求者推薦服務(wù)，計(jì)算服務(wù)請(qǐng)求者的領(lǐng)域相關(guān)度和信任度。2)用戶信任度和領(lǐng)域相關(guān)度。存儲(chǔ)由信任管理引擎計(jì)算的服務(wù)請(qǐng)求者的信任值和領(lǐng)域相關(guān)度。3)服務(wù)信任度記錄和累計(jì)共謀次數(shù)。存儲(chǔ)所有服務(wù)的信任度和每一個(gè)服務(wù)的累計(jì)共謀次數(shù)。4)共謀檢測(cè)機(jī)制。通過對(duì)Web服務(wù)和用戶的交互記錄進(jìn)行檢測(cè)，判斷服務(wù)的行為是否為共謀、用戶是否進(jìn)行了欺騙，并把結(jié)果提交給信任管理引擎進(jìn)行處理。5)交互記錄。存儲(chǔ)所有服務(wù)和用戶的歷史交互記錄。模型中，TME需要為請(qǐng)求者篩選正確的服務(wù)，一旦綁定了服務(wù)，又要確保為服務(wù)反饋信息的請(qǐng)求者是誠實(shí)的。模型的基本思想

Web服務(wù)在其生存周期內(nèi)不斷的追求更大的用戶請(qǐng)求量，一些服務(wù)為了增加自身的收益會(huì)選擇欺騙。而用戶為了追求與更好的Web服務(wù)進(jìn)行交互會(huì)選擇共謀。TME為了維持良好的環(huán)境，需要不斷的鼓勵(lì)策略友好的行為并打擊惡意行為，在這種情況下，TME和Web服務(wù)、用戶在相互作用時(shí)不能達(dá)成一致的協(xié)議，屬于博弈論中的非合作博弈關(guān)系。博弈基本要素和過程

局中人:TME，Web服務(wù)，用戶。策略集:TME的策略集St=(懲罰，獎(jiǎng)勵(lì))分別對(duì)應(yīng)用戶和Web服務(wù)的策略集Sw=(共謀，誠實(shí))。效用函數(shù):是局中人選擇不同策略所得收益函數(shù)，Tuq、Twm、Ttq分別表示用戶Web服務(wù)和TME的效用函數(shù)。信息：Web服務(wù)、用戶和TME在博弈過程中都了解對(duì)方的策略集合和收益，屬于完全信息博弈。Web服務(wù)和TME的博弈過程共謀行為的檢測(cè)

通過對(duì)共謀行為進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)共謀具有以下特點(diǎn):1、信任值非正常地增長(zhǎng)，即短時(shí)間內(nèi)信任值增長(zhǎng)迅速．2、共謀期間用戶請(qǐng)求量非正常增大．根據(jù)以上兩個(gè)特點(diǎn)采取下面的檢測(cè)方法:

其中，Twq表示服務(wù)累計(jì)的信任值(不包括被檢測(cè)期間)，r表示被檢測(cè)期間用戶的累計(jì)滿意度平均值，U、u分別表示服務(wù)總的用戶請(qǐng)求數(shù)量(不包括被檢測(cè)期間)和檢測(cè)期間的用戶數(shù)量．σ表示被檢測(cè)期間的平均信任值與最終信任值正常差值．三博弈分析Web服務(wù)與TME的博弈過程分析用戶與TME的博弈過程分析Web服務(wù)與TME的博弈過程分析

1)f1、f2、f3分別表示用戶對(duì)Web服務(wù)的正面的評(píng)價(jià)信息、Web服務(wù)與用戶交互時(shí)所付出的網(wǎng)絡(luò)資源、TME對(duì)Web服務(wù)的懲罰結(jié)果，g1表示W(wǎng)eb服務(wù)與其他用戶或服務(wù)共謀時(shí)獲得的收益且

g1＞f1．2)e1表示TME的收益，TME的收益用準(zhǔn)確度來度量，TME對(duì)惡意行為檢的準(zhǔn)確度直接影響其信任度．規(guī)定e1即為用戶和Web服務(wù)對(duì)TME的檢測(cè)準(zhǔn)確度的正面的反饋也即TME的收入，可以間接的反出TME的準(zhǔn)確度．假設(shè)1.每次交互之后，用戶都會(huì)給服務(wù)反饋評(píng)價(jià)結(jié)果。定理1.一次博弈，共謀行為被懲罰是唯一的納什均衡。從長(zhǎng)期的博弈過程中看，共謀行為被懲罰的策略組合顯然不是最優(yōu)策略。隨著TME檢共謀行為的準(zhǔn)確度提高，共謀服務(wù)得到的懲罰力度越來越大，信任值越來越小，以當(dāng)前的策略組合不是最優(yōu)的。假設(shè)2.旅W賞eb服務(wù)共謀N+淡1次得到勸的懲宵罰值風(fēng)大于往共謀N次得到的懲晉罰值.定理2.在無限喪次重復(fù)諸博弈初中，綱當(dāng)TM出E對(duì)We織b的懲查罰力論度大賽獎(jiǎng)勵(lì)，誠暑實(shí)行墳為被胃獎(jiǎng)勵(lì)攔是子博錦弈精亭煉納色什均衡，且兆這時(shí)系統(tǒng)旅達(dá)到禮帕累封托最亡優(yōu)狀態(tài)導(dǎo)。用戶庫與TM迫E的博吸弈過糖程分膊析1）g1、g2、g3、z分別表示TM池E對(duì)用戶唯行為弊的獎(jiǎng)黨懲結(jié)果、領(lǐng)域相關(guān)喉度的薪收益結(jié)果緩、We闊b服務(wù)得對(duì)用報(bào)戶的評(píng)晶估結(jié)粘果真實(shí)葡性的滿意度、拋用戶由于從共謀站從We牽b服務(wù)得到繩的好處顧。2）e1表示TM溉E的收益，TM應(yīng)E的收益公與表1中的收記益相同，都眨是由攀用戶逗和We課b服務(wù)免對(duì)其準(zhǔn)確撕度的茂正面塌的反饋榆。1.當(dāng)用戶缸選擇毀共謀懶時(shí)，TM勻E是會(huì)選柳擇懲孟罰的，反泡之，如皂果TM它E選擇懲罰波時(shí)，啟如果z＞2*g3，用戶賀不會(huì)墨改變勵(lì)其策鈴略，鞋即共黎謀行麥為被聾懲罰搞是一趴次博弈銷中的納廳什均衡奴。2.在無柄限次哀重復(fù)逆博弈須過程早中，由于We藏b服務(wù)所提策供的遵利益證是有限狡的，考則慮到舉長(zhǎng)遠(yuǎn)堂利益返，用堡戶需扯要請(qǐng)嚼求到質(zhì)猶量更厭好、犧信譽(yù)度更圍高的吧服務(wù)育，會(huì)序放棄We項(xiàng)b服務(wù)提供覺的利播益，選盼擇誠實(shí)善的行為嫁以得定到TM月E的認(rèn)四可。四盟仿真略實(shí)驗(yàn)嚴(yán)及結(jié)兩果分龜析實(shí)驗(yàn)腥主要鍛比較缺以下僻三個(gè)艘方面反的性穗能:1)策略皇分別剩為誠實(shí)伴、共論謀的服忌務(wù)的團(tuán)信任綠度的窩變化攝趨勢(shì);2)用戶勇的惡懼意反踏饋信矮息對(duì)營(yíng)服務(wù)迫信任廉度變散化趨臺(tái)勢(shì)的途影響;3)共謀攤的服盟務(wù)數(shù)商量增離加時(shí)暖的交途互成役功率扁的變拜化情況通。實(shí)驗(yàn)瓜一模擬30個(gè)共謀服務(wù)具、30個(gè)誠實(shí)戲服務(wù)肺和20們0個(gè)誠詞實(shí)反饋拾的用叢戶，京把吞孝吐量和和響應(yīng)陶時(shí)間煙作為傷用戶的滿容意度剛參與We傲b服務(wù)的信棗任度候評(píng)估過程蹤蝶。實(shí)驗(yàn)趕結(jié)果表明拜，誠息實(shí)We碰b服務(wù)的信床任值監(jiān)隨誠勵(lì)實(shí)交圾互次帥數(shù)的錢增加呈上多升趨勢(shì)總，相次反，窄共謀哀的We景b服務(wù)的信風(fēng)任值御在剛寫開始有的一耗段時(shí)間內(nèi)是奴上升萬的，來交互詢進(jìn)行撲到30次以后構(gòu)，呈把現(xiàn)下震降趨勢(shì)桂。說明圣模型涌能夠挨有效飄的區(qū)腎分不抵同行笛為的We日b服務(wù)，并準(zhǔn)確貫的呈現(xiàn)者出它說們的耳信任構(gòu)值變運(yùn)化趨勢(shì)疾。實(shí)驗(yàn)糕二模擬20事0個(gè)誠實(shí)引反饋黨的用她戶、10叮0個(gè)惡緣瑞意反帆饋的形用戶泉和30個(gè)誠實(shí)排服務(wù)襖的信改任值件變化結(jié)果器。結(jié)果沸表明，隨丑著交融互次旅數(shù)的美增加暴，惡電意的茫用戶綁反饋買數(shù)量蓋增大諷時(shí)，WS挑Tr赴us誼tM模型的實(shí)晃體信蝕任值女變化執(zhí)幅度穿比較集大，澇而文劈燕中的模型變化場(chǎng)幅度境比較伯小，巷對(duì)用話戶的新欺騙燃行為流具有帆更強(qiáng)殘的抵赴抗能力目。實(shí)驗(yàn)?zāi)蝗M40個(gè)混合圣策略可的服務(wù)濫、30個(gè)共政謀行為屢的服務(wù)李、20哀0個(gè)誠實(shí)無反饋陪的用倚戶的研交互成功尾率。實(shí)驗(yàn)做結(jié)果表明役，共課謀行叛為的柔比例攔增大透時(shí)，己隨著叼交互今次