面向物联网节点的综合信任度评估模型建立
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作者:徐欢 夏浩军 李孟娟
摘要：作为新型应用技术，物联网实现了迅速更新发展，在促进能源、科学技术、医疗与教育等多领域发挥着战略性作用。基于物联网应用环境的安全与信任问题备受社会各界积极关注。就既有物联网信任度评估模型效果不佳，准确性低，难以应对节点恶意行为等缺陷，制定了基于物联网节点的综合信任度评估模型。设计节点同质量服务强度评估指标，促使非入侵要素在信任度评估中的影响性有所下降;基于节点相似性、评价差异性、节点信任度值等多角度，对推荐节点可靠性进行全面评估，以此为推荐信任度权重;在此基础上，以熵为载体对直接信任度权重进行计算分析，同时对节点综合信任度值加以计算。
关键词：物联网;节点;综合信任度;评估模型
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）09-0051-02
1 信任度评估模型建立的重要意义
在物联网技术快速更新发展趋势下，大规模、动态化物联网环境得以构建。物联网中依旧存在积极广泛合作与资源交互，但是因为不同设备节点计算资源与储存能力存在显著性差异，导致传统安全认证与加密技术在物联网中的应用备受阻碍。而且业务属性与信任特征差异性，造成信任关系越来越复杂，通过节点信任关系获得服务或者资源的恶意行为，在很大程度上直接威胁着网络安全。所以深层挖掘节点信任关系，识别恶意节点，对确保物联网安全与节点协作问题有效解决发挥着关键性作用。因此，建立面向物联网节点的综合信任度评估模型具有十分重要的现实意义。
2 信任度评估模型构建分析
通过物联网框架分析，网络智能设备属于唯一性用户，相同用户拥有多存储与计算能力不同的设备，即节点。其中用户信任管理节点是存储能力与计算能力强大突出的设备。信任管理节点与所属用户设备共同构建管理域，其内部信任信息通过管理人员进行维护管控。如果域内部设备服务偏好相同，则节点就实际需要，在域内或者域间发挥服务请求，以交互协作。INCTEM（面向物联网节点的综合信任度评估模型）包含直接信任度评估模块（ DTEM）、推荐信任度模块（RTEM）、综合信任度评估模块（CTEM），模型框架[1]具体如图1所示。
其中，DTEM，通过目標节点服务质量对此节点同质量服务强度进行计算分析，以此得出节点直接信任度值;RTEM，先就推荐节点与服务请求节点共同评分节点数量与对共同节点评分的相似性，进行节点相似性计算，同时对推荐节点面向目标节点评估差异性进行计算，基于融合节点相似度、评估差异度、推荐节点可信度，获得推荐节点可靠度，以此为推荐节点权重，从而获得推荐信任度值;CTEM计算直接信任度与推荐信任度自适应权重，以计算节点综合信任度值，此信任度评估模块选择事件触发机制进行信任值列表更新完善。
3 面向物联网节点的综合信任度评估计算
3.1 直接信任度计算
信任度值受历史交互记录计算与时间影响，在时间不断增加趋势下，逐步衰减，近期记录能够切实反映节点协作概率。所以，直接信任度计算过程中，需充分考虑信任时效性。
节点交互结束，如果服务提供节点v次服务质量较低，那么更新惩罚因子与历史交互成功次数;反之，则更新奖励因子，并计算得出历史交互失败次数。在此基础上基于以上公式得出节点直接信任度值。
3.2 推荐信任度计算
为了有效使得信任度列表传输能耗降低，在计算推荐信任度时，评估节点就信任管理节点的本地信任度详细记录，针对前面M个节点发送信任度列表传播请求，而信任度列表只基于信任管理节点之间传输计算。
推荐信任度值计算流程即：首先，查询服务请求节点从属的用户信任列表，面向信任度比较高的M个用户发出信任列表传输请求。在推荐节点数量未达到M时，则选择自荐策略随机选择局部目标节点所提供备用节点，以此作为补充节点;其次，对上一环节筛选的用户与服务请求节点从属用户相似性H（x，y）进行计算分析;再次，选择用户相似性高的前N个节点，以构成推荐节点集HN;然后，通过相应公式对推荐结点集中节点评估差异度k加以计算;然后，基于相应公式对k项节点推荐可靠度进行计算，以此为推荐节点信任度权重Pk;最后节点推荐信任度值计算[3]。
3.3 综合信任度计算
综合信任度计算本质在于融合多项评估指标信息，面向节点综合客观评估。基于融合直接与推荐信任度，对节点综合信任度进行计算，所以需明确此两项参数在综合信任度计算中的重要作用，以明确权重。如果直接依据自身经验进行权重设置，势必会在很大程度上加大计算主观性。信息熵能够在很大程度上切实反映信息无序性，所以可就直接信任与间接信任之间的差异度，对指标权重进行修正优化，以自适应权重分配，进而合理利用有效信息，解决经验设定权重的不足。
基于熵概述，直接信任与间接信任的熵是通过目标节点信任度与相应怀疑度进行度量分析。其中直接信任信息熵与推荐信任信息熵计算即：
4 结语
综上所述，面向大部分物联网信任度评估模型的准确度偏低，难以有效抑制恶意推荐行为等各种问题，制定了面向物联网节点的综合信任度评估模型（INCTEM）。此模型不仅可以有效识别恶意节，科学处理恶意推荐行为，还能够在确保信任度评估有效性的基础上，在很大程度上促使传输能耗显著降低。在未来，将会积极关注特殊节点之间交互协议设计，面对特定应用场景进行信任度评估模型优化完善，同时，还会深入探究信任管理节点可信度动态评估模式，以保障模型在处理恶意节点时的综合能力。
参考文献：
[1]付思源，物联网环境下的一种跨域信任评价[D].兰州：西北师范大学，2016.
[2]吴学琴，李敬兆，物联网感知层节点最小角信任度定位算法研究[J].计算机与现代化，2013（2）：38-42.
[3]谢丽霞，魏瑞炘，一种面向物联网节点的综合信任度评估模型[J].西安电子科技大学学报，2019，46（4）：58-65.
[4]苏照力，蒋文保，邱启迪，基于博弈的物联网终端陌生节点信任评估模型及算法[J].网络空间安全，2016，7（22）：87-92.
【通联编辑：光文玲】
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