一个网构软件可信实体模型及基于评估的信任度量

对于运行在开放、动态、难控的互联网环境的网构软件,其可信性保障与管理是一个重要课题.目前的研究多是基于信任网络思想的信任度量及演化模型,这种模型对于网构软件来说,在信任的来源、实体间信任关系的约束、信任传递参数的设置方面仍存在着不足.因此,本文引入可信计算中信任链模型的思想,提出了一个网构软件可信智能实体模型,并在此基础上构建了基于评估的信任度量方法.首先通过动态自省、显式自明和自主演化的机制保障了实体本身的可信,建立了信任的基点;并给出了形式化的描述及交互行为的动态监测;然后通过建立Bayes网络综合推荐信任并使用评估方法加以修正,以精确计算信任传递过程中的衰减参数,建立了信任链传递过程中的可信认证机制;最后通过实验验证了所提出方法的正确性.     

基于贝叶斯网络的网构软件可信性评估模型

对于运行在开放、动态、难控的互联网环境的网构软件,其可信性评估是一个重要课题,但目前大量研究中可信性计算多是基于黑盒的,没有深入考虑系统结构,且评价指标过于单一.因此,提出了一个基于贝叶斯网络的网构软件可信性评估模型.该模型通过对网构软件进行结构分析,根据其结构模式,建立多层的网构软件可信性评估指标体系.基于贝叶斯网络采用自底向上逐层分析计算的方法,对网构软件的各组成实体及其系统整体的多方面可信性指标进行评估,形成统一的可信性结果,并使用客观数据对其进行修正.实验证明,该模型可以明确、客观地对网构软件的可信性进行评估,并能够对网构软件的设计、开发和部署提供帮助.     

一个适用于网构软件的信任度量及演化模型

网构软件的构建依赖于对开放协同环境中各种异构的、自治的软件服务实体间的有效协同.Internet的开放性与动态性,使得对于诚实的、具有可靠服务质量协同实体的选择难度较大,难以确保网构软件的可信性.软件实体间的信任关系对于保障网构软件的可信性具有重要的指导意义.软件实体间的信任关系通常随协作的进行而不断变化,但现有的信任模型缺乏对实体间信任关系的自动形成与更新的支持,从而无法刻画信任关系的动态性.针对该问题,提出了一个适用于网构软件的信任度量及演化模型.该模型不仅对信任关系度量过程和信任信息传递及合并过程进行了合理抽象,而且还提供了一种合理的方法,用于促进协同实体间信任关系的自动形成与更新.该模型有助于解决开放环境下网构软件的可信性问题.     

网构软件的Wright-Fisher 多策略信任演化模型

网构软件是开放网络环境中软件系统基本形态的一种抽象,其信任关系本质上是最复杂的社会关系之一.为了增强信任演化模型的自适应性,提高预测的准确性以及有效地抑制自私节点的产生,结合差异化服务和演化博弈理论,提出了一种符合开放网络特征的信任演化模型:(1)建立基于差异化服务的实体全局收益函数,以增强信任演化模型的自适应性;(2)以演化博弈理论作为分析工具,借助Wright-Fisher模型的特点,提出了一种Wright-Fisher多策略信任演化模型,以增强对信任演化预测的准确性;(3)根据“公平规范”原则建立了基于博弈的激励机制,激励信任策略的演化,从而有效地抑制自私节点的产生,实验结果表明:该模型能够更准确地反映开放网络中实体信任行为的复杂性特点;在激励机制的作用下,网构软件的信任演化能够更快地达到稳定状态,从而有效地提高网络的效率,使网构软件系统的信任收益达到最优.     

网构软件系统中实体协作的贝叶斯博弈分析

现有的网构软件系统信任模型缺乏对软件实体信任协作过程的分析,以及对信任协作结果的有效预测。为此,运用贝叶斯博弈对软件实体的信任协作关系进行研究。阐述网构软件系统中存在的安全问题,给出网构软件的演化模型,在此基础上,采用贝叶斯博弈理论对系统中软件实体的信任协作过程进行建模。针对博弈过程中信息不完整的问题,通过引入自然选择的概率,利用Harsanyi转换得到更符合实际情况的贝叶斯纳什均衡解,对信任协作结果进行有效预测。实验结果表明,信任协作结果与软件实体与自然选择概率的判断有关,通过调整博弈模型中的相关参数可以促进软件实体有效地进行协作。     

一个决策驱动的网构软件动态演化模型

传统的建模方法比较难实现网构软件系统的动态演化和自适应性,基于决策驱动的网构软件动态建模方法研究已经成为一个热点。从决策抽象和问题分解角度,提出一个决策驱动的网构软件动态演化模型。首先使用松弛原子算法来分解问题与动态组合决策;然后采用累加累减算法建立网构软件动态演化模型;最后设计相关的网构软件系统来验证该模型。性能分析表明,相比传统模型,该模型有良好的动态演化效果。     

基于复杂网络的网构软件信任模型研究

信任问题是网构软件实体交互与协作需要解决的首要问题。传统信任模型在解决大规模复杂网络环境的信任问题方面存在网络开销大,信任收敛慢等问题。为解决该问题,提出了基于复杂网络的网构软件信任模型,将复杂网络的小世界特征和无标度特性引入到网构软件的信任模型当中,并给出了模型的定义、构造、信任计算及模型的动力学演化证明。Peer Sim仿真实验表明,复杂网络思想的引入,减小了信任链长度,降低了网络消息量,加快了信任收敛速率,为解决大规模分布式环境下构件节点的信任问题提供了有价值的新思路。     

一种面向网构软件体系结构的信任驱动服务选取机制

基于信任度评估的思想,从软件服务选取的角度对此问题进行了探讨,提出一种面向网构软件体系结构的信任驱动的服务选取机制:首先,给出一种通用的、机器可理解的应用需求及信任演化策略描述规范;其次,采用一种基于反馈的信任形成及决策机制,并给出一个信任驱动的服务选取算法;最后,给出一种面向网构软件体系结构的信任驱动的服务选取支撑框架.初步实践表明,上述机制为开发可信网构软件提供了有效支持.     

基于构件的网构软件系统动态演化

为适应网构软件系统在线演化的需求,提出一种基于构件的网构软件系统动态演化模型。该模型以构件为基本单位,基于软件体系结构部署和实施演化,给出构件添加、删除和替换需求的演化算法,通过引入一致性检查机制保证演化的安全和可靠。该模型实施简单、具有普遍适用性,软件系统无须进行大量的改动即可适应该演化模型。     

网构软件体系结构代数模型

由于网络化软件的规模和复杂程度的不断增加,设计可伸缩的软件体系结构,开发可演化的软件系统遇到了挑战.挑战之一是很难把软件模型与原系统说明区分开来,使得软件系统的可演化性受到限制.一个有效的途径是建立可范用软件体系结构的抽象模型,指导网构软件设计,从而提高软件模型的概括能力和可伸缩能力.本文提出一种网构软件体系结构代数模型,其中一个创新思想是把网构连接子解释成网构变量的运算.结合代数学方法和软件实现技术,定义了6种网构连接运算,所有运算是对连接子的代数抽象,因此软件体系结构的抽象表达能力得到了加强.为了展示提出代数模型的建模与分析辅助作用,介绍了一个基于代数模型的网构软件设计与演化的案例研究.     

Wright–Fisher multi-strategy trust evolution model with white noise for Internetware

A trust evolution model plays an important role in ensuring and predicting the behaviors of entities in Internetware system. Most of the current trust evolution models almost adopt expertise or average weight method to calculate entities’ trust incomes, and focus on two strategies (‘full trust’, ‘full distrust’) to analyze trust behaviors. In addition, the researches on dynamics evolution models fail to consider the factor of noise, and cannot effectively prevent free-riding phenomenon. In this paper, a trust measurement based on Quality of Service (QoS) and fuzzy theory by considering timeliness of history data is proposed to improve the accuracy of trust measurement results. Furthermore, a trust evolution model based on Wright–Fisher and the evolutionary game theory is proposed. This model considers multi-strategy and noise problems to improve the accuracy of prediction and adaptability of model in complex networks. Meanwhile, in order to solve the free-riding problem, and improve the trust degree of a system, an incentive mechanism is established based on evolutionary game theory to inspire entities to select trust strategies. The simulation results show that this model has good adaptability and accuracy. In addition, this model can effectively improve network efficiency, and make trust income reach an optimal value, so as to improve trust degree of a system.     

一种情境驱动的网构软件体系架构与支撑环境

本文从网构软件Internet环境下涉及的各类事物和事件情境及情境的整个生命周期出发,以情境驱动为核心,对网构软件的体系结构与支撑环境展开研究,以支持服务实体的自适应、自演化行为。本文研究了Internet环境下服务实体交互与协同关系中的各种情境构成,给出了一个适合网构软件的情境本体定义。在此基础上,给出了一种基于情境感知的网构软件体系架构,并描述了在这一架构下网构软件按需聚合和动态演化的模型与机制。围绕该应用场景,结合服务实体实际运行时的特点及要素,给出了该体系架构下网构软件的支撑环境软件设计。最后,本文给出了一种基于OSGi服务平台的支撑环境参考实现。     

An evaluation model for dependability of Internet-scale software on basis of Bayesian Networks and trustworthiness

Internet-scale software becomes more and more important as a mode to construct software systems when Internet is developing rapidly. Internet-scale software comprises a set of widely distributed software entities which are running in open, dynamic and uncontrollable Internet environment. There are several aspects impacting dependability of Internet-scale software, such as technical, organizational, decisional and human aspects. It is very important to evaluate dependability of Internet-scale software by integrating all the aspects and analyzing system architecture from the most foundational elements. However, it is lack of such an evaluation model. An evaluation model of dependability for Internet-scale software on the basis of Bayesian Networks is proposed in this paper. The structure of Internet-scale software is analyzed. An evaluating system of dependability for Internet-scale software is established. It includes static metrics, dynamic metrics, prior metrics and correction metrics. A process of trust attenuation based on assessment is proposed to integrate subjective trust factors and objective dependability factors which impact on system quality. In this paper, a Bayesian Network is build according to the structure analysis. A bottom-up method that use Bayesian reasoning to analyses and calculate entity dependability and integration dependability layer by layer is described. A unified dependability of the whole system is worked out and is corrected by objective data. The analysis of experiment in a real system proves that the model in this paper is capable of evaluating the dependability of Internet-scale software clearly and objectively. Moreover, it offers effective help to the design, development, deployment and assessment of Internet-scale software.     

结合可信度模糊评价与动态聚类的构件选择

开放、动态的Internet环境下,网构软件面临可信性的重大挑战。运用模糊理论,提出了一种满足最贴近用户可信度期望的构件选择方法。该方法中,定义了网构软件环境下构件的6种可信属性,介绍了一种多因素的构件可信度模糊综合评价方法,以此为基础,建立了一种满足用户可信度期望的关键词：网构软件;可信计算;构件选择;模糊综合评价;动态聚类网构软件模型,为实现候选构件与抽象构件的映射,应用基于模糊等价关系的动态聚类实现可信构件的选择。结合案例说明了方法的有效性。     

基于云模型的可信性评估模型*

软件应用领域极度扩展,促使软件可信问题被高度重视,但量化的软件可信性评估却是可信问题研究的难点。针对软件可信性量化问题,提出了基于云模型的可信性评估模型。以REST表述性状态转移超媒体分布式架构为背景,根据云模型理论定义了其组成构件的信任云以及系统综合信任云,用于评估构件的可信性和系统的可信性。从四个层面,探讨软件可信问题,以可信基础参数获取作为最底层输入,进而生成云模型,合并云模型,最终进入可信评估应用层面。实验结果表明,基于云模型的可信性评估模型是有效实用的,在可信度的不确定性方面增加了评估的灵活性。     

Towards Software Architecture and Mechanisms for Improving Runtime Variability of Internetware System

As an emerging software paradigm, Internetware is proposed to handle openness, dynamism of software systems in the context of Internet, which implies that such software systems typically have runtime variability that can be improved dynamically to handle various or even unexpected changes of requirements and open environment. Though many progresses of Internetware software technologies have been made to support the adaptation, evolution, context-awareness, etc. of Internetware, how to construct Internetware systems with the ability to improve their runtime variability is still a great challenge in the literature of software engineering. In this paper, we propose software architecture and mechanisms for Internetware systems to support the improvement of their runtime variability by combining software variability and autonomic computing techniques. The Internetware system is organized as three levels that are consist of variable autonomic elements and Internetware entities, and architecture of these software entities is defined and discussed respectively. Moreover, we put forward a series of runtime mechanisms based on these levels, including module selection, intermediator and horizontal management, to realize operations upon the variation points and variants in software architectures and thus achieve the improvement of runtime variability. We develop a sample of Personal Data Resource Network to depict the requirements and scenario of improving runtime variability, and further study the case based on our proposed approach to show its effectiveness and applicability.