网格环境下地一种新地容错模型

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1、http://www.paper.edu.cn网格环境下的一种新的容错模型郭成李明楚（大连理工大学软件学院大连（116620））Email:guo8016@163.com摘要在网格计算中，计算结果的正确性已经成为大规模分布式计算所关心的核心问题之一。恶意的计算节点以及第三方节点的攻击，计算的安全性和正确性已经成为了发展网格计算的瓶颈。不同的用户，不同的任务对计算正确性的要求程度也不一样。在网格环境中存在着大量的空闲的计算资源。本文以此为前提，在充分地分析了现有模型的优缺点的基础上提出了任务信任度的概念，并且提出了一种新的容错模型。在这个

2、模型中充分利用了计算节点的信任度机制，这样不仅可以很好的提高容错能力，同时也使用户可以根据自己的情况在计算成本上有更多的选择，还可以使高信任度的计算节点有更好的回报，计算资源也有可能得到更好的有效利用。关键词网格计算；信任度；任务信任度；容错文献标识码：A中图分类号：TP3931引言随着网络技术的迅猛发展，以及资源分布式应用的增加，网格技术已经日益成为现今计算机领域研究的热点。在网格技术的发展过程中，安全问题一直是束缚网格大范围应用的一个瓶颈。计算资源是网格环境中最重要同时也是最值得利用的资源之一，网格计算环境允许用户在不考虑地理位置的

3、前提下，可以向网格环境提交并行或串行的计算任务。网格环境支持这些任务和作业在虚拟的计算机上运行。由虚拟组织完成对用户（代理）身份的认证，授权以及对任务的分配，而这一切对于用户来说都是透明的。但是网格环境的方便性同时也带基金项目：国家自然科学基金重大课题（编号：90412007）作者简介：郭成（1980—），男，硕士研究生，主研：网格计算，密码学；李明楚（1963—），男，博士，教授，博士生导师，主研：图论，计算复杂性，网格计算，密码学与信息安全。1http://www.paper.edu.cn来了很多网络环境所没有的安全隐患。由于网格环

4、境分布式的特点，网格中任务的传输以及计算节点都有可能发生物理的故障，致使计算任务没办法正常地执行下去。一些人为的破坏也不可避免，比如移动代理的安全性[1][2][3]，数据的完整性[4]以及一些恶意的计算节点在计算方为了达到某些目的对用户的数据作恶意地篡改，欺骗用户。在任务和数据的传输过程中，网络中恶意的第三方也可能对信息进行修改。在网格环境中交互的双方主要是移动代理和负责完成计算任务的计算节点，也就是所谓计算的消费者和计算的提供者。对于计算节点，主要的安全隐患就是移动代理将会在计算方创建代理进程来执行可执行文件，而这个可执行代码如果在

5、传输的过程中被恶意的第三方修改可能会造成对本地系统的破坏。而对于移动代理也就是用户这一方，它所关心的是它的数据和可执行的代码有没有被修改，任务在执行过程中有没有受到干扰以及计算结果的正确性。对于计算结果的正确性是考察整个任务在传输过程中以及解决过程中是否遭受攻击的一个很重要的标志,对于用户来说也是很重要的一个衡量标准。在网格环境中有些用户对计算的容错性有着很高的要求，也就是说即使在计算过程中出现了恶意节点或者其他的错误，用户仍然希望得到正确的结果。而且不同的用户愿意为其付出的代价也各不相同。网格最根本的目的就是在用户透明的环境下充分地利

6、用网格中的资源，当然这也包括计算资源。基于这些考虑，本文在原有理论的基础上构造了一种新的容错模型。本文的组织结构如下：第2节介绍信任度模型的定义以及对现有模型的分析；第3节对新的容错模型进行描述以及对新模型的评估；第4节总结并对相关的方向提出展望。2现有模型的分析信任在网格环境中是一个个体与系统相互融合的概念，个体与个体之间，系统与个体之间以及系统与系统之间都存在着信任关系。在本文中采用如下对信任的定义:定义：信任是对一个实体身份和行为的可信度的评估，与这个实体的可靠性，诚信和性能有关，信任是一个取决于系统的概念，同时也取决于不同个体的

7、经验，用信任度值来表示信任等级的高低，信任度值随实体的行为动态变化。信任本身是一种以以往经验为依据来对事物进行判定的。在这个模型中，用信任度这个值来衡量信任的程度。对信任度值的表述包括以下两方面的内容：第一方面是两个实体间的直接信任关系（本文称之为直接信任度）。这主要是指在网格环境中，这两个实体之间有过直接的交易，根据任务的完成情况，用户方会对计算节点的信任度给出相应的改变，并保存到本地用户。本地用户会维护一张表用来存储和本地用户有过直接交易的计算节点的信任度，并不断的动态的更新它。第二方面是整个网格系统也会为每个计算节点给出它相应的信

8、任度（本文称之为系统信任度）。如果一个新的计算节点加入到网格环境中，系统会对它设定一个初始值。根据这个计算节点对不同用户提交的任务的完成情况，系统会对这个值作相应的变化。例如节点对提交的任务计算结果正确，系