CH-P2P電子商務中基于模糊理論的信任模型研究

1、P2P電子商務中基于模糊理論的信任模型研究耿殿明（山東工商學院工商管理學院，煙臺，264005）摘要：針對當前P2P電子商務中存在的信任問題，將電子商務中的信任分為直接信任和推薦信任，結合模糊理論，構造了P2P電子商務的信任模型，并對模型進行了實驗仿真。實驗結果表明該信任模型比傳統(tǒng)的信任模型具有更高的準確率，大大提高了信任評價的可靠性和實用性。關鍵詞：P2P；電子商務；直接信任；推薦信任 1引言P2P（peer to peer），是一種對等網(wǎng)絡技術。由于P2P技術的開放結構使其具有高度自治性、可擴展性、動態(tài)性以及性能和性價比都比較高等一系列特性,使得P2P技術得到了飛速發(fā)展,被廣泛的應用到文件

2、共享、流媒體應用、即時通訊、協(xié)同應用軟件、服務共享以及云存儲等方面。基于P2P技術的電子商務系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展。在P2P電子商務系統(tǒng)中，一個節(jié)點代表商業(yè)活動中的一個個體。和傳統(tǒng)的C/S模式下的電子商務網(wǎng)絡相比，P2P電子商務系統(tǒng)中的節(jié)點可以通過建立直接的鏈接關系進行彼此交互，不必通過第三方，各個節(jié)點是相互平等的，它們既是服務的銷售者，也是服務的消費者，這種節(jié)點的自組織行為引起的網(wǎng)絡拓撲變化可以提高資源的查找效率，能夠很好地實現(xiàn)系統(tǒng)資源和服務的共享，具有計算成本低、靈活有效的特點。但同時也是由于P2P的自治性、匿名性、開放性等特點，使得P2P電子商務系統(tǒng)中存在著大量不可靠的服務和欺詐行為。如

3、何降低用戶風險，幫助用戶選擇可信的交易對象，已成為P2P電子商務系統(tǒng)中急需解決的問題。針對上述問題，相關學者進行了大量的研究，并提出了一系列行之有效的模型。比較有代表性的有：Beth T提出了一種BBK信任模型1,陳永華又對其進行了改進2。Yao Wang利用貝葉斯網(wǎng)絡，構建了一種信任模型3。孟憲福采用帶超級節(jié)點的混合P2P網(wǎng)絡拓撲結構，構建了基于域的信任模型4。李致遠提出了一種基于信任云的動態(tài)安全信任管理模型(TCDSTM) 5。已有的研究表明，通過建立有效的信任評價機制，標識出可靠節(jié)點，是提高P2P系統(tǒng)整體可用性和可靠服務質量的有效解決方案。2信任及信任度在社會科學中，信任被認為是一種依賴

4、關系。相互依賴表示雙方之間存在著交換關系，無論交換內容為何，都表示雙方至少有某種程度的利害相關，己方利益必須靠對方才能實現(xiàn)。當信任者在交換過程中獲得被信任者值得信任的證據(jù)，如口碑、意圖、能力、可靠性等，然后信任者會依其信任傾向來決定是否信任對方。信任度（trust degree）是信任的定量衡量標準。在P2P電子商務中，網(wǎng)絡中進行交易的各個節(jié)點構成了信任的主客體。各個節(jié)點積累的其他節(jié)點對自己的評價就是各自的信任度，信任度的高低是電子商務中交易能否達成的關鍵因素。因此構建一個有效的信任模型的關鍵就是運用科學的方法得出各個節(jié)點真實的信任度。根據(jù)P2P電子商務中節(jié)點間獲取信任的方式，可將信任分為兩大

5、類：直接信任和推薦信任。直接信任是源節(jié)點根據(jù)與目標節(jié)點以往的交易經(jīng)驗，對目標節(jié)點未來行為的主觀判斷；推薦信任是源節(jié)點與目標節(jié)點無直接交易經(jīng)驗，憑借著與目標節(jié)點有交易經(jīng)驗的其他節(jié)點的推薦來對目標節(jié)點未來行為進行的判斷。相應的信任度也可分為直接信任度和推薦信任度。將直接信任度與推薦信任度進行加權綜合就得到了節(jié)點的整體信任度，用以表示節(jié)點在交易中值得信任的總程度。另外，節(jié)點自身屬性有助于提高其他節(jié)點對它的信任度。節(jié)點屬性指標主要包括用戶名、用戶地址、聯(lián)系方式、是否實名認證、是否支持退換貨以及提供的交易是否有第三方擔保等。節(jié)點屬性指標信息越完善，它所能獲得的信任度就越高。3基于模糊理論的信任評價模型3

6、.1 直接信任度的計算方法確定評價因素集。在P2P電子商務中，每個參與交易的節(jié)點都具有多種屬性，如交易金額、交易次數(shù)、商品種類數(shù)量以及服務態(tài)度等。所有屬性共同構成一個評價因素集，可定義為，中屬性向量的多少可以根據(jù)需要進行增減。確定評判集。設為評判集，其中分別表示完全信任，非常信任，基本信任，輕微信任，不信任。根據(jù)評判集中的等級指標對中每個因素進行模糊評判，得出模糊評判矩陣建立權重集：由于評價因素集中各因素的重要程度不同，所以要對每個因素賦予不同的權重。令權重集為，其中。通過模糊綜合評判，得出直接信任向量，設直接信任向量為，則：式中“”表示模糊算子，本文采用加權平均算子進行模糊運算，即。得到的結

7、果僅僅是一個評價向量，為了得到準確的信任度，還需要對評價結果進行量化，以便得到直接信任度。設等級量化向量，則直接信任度為：3.2 推薦信任度的計算方法首先，確定各個推薦節(jié)點與源節(jié)點之間的推薦信任向量以及各個推薦節(jié)點的權重。用表示第個推薦節(jié)點與源節(jié)點構成的交易路徑的推薦信任向量；表示第個推薦節(jié)點的權重。和的計算公式如下：其中，表示第個推薦節(jié)點對目標節(jié)點的直接信任向量；為時間衰減系數(shù)，為常數(shù)，反映了時間衰減的程度。表示推薦節(jié)點與源節(jié)點成功交易的次數(shù)；表示所有推薦節(jié)點中與源節(jié)點成功交易次數(shù)的最大值；表示源節(jié)點對推薦節(jié)點的直接信任度。然后，計算推薦信任向量本方法僅考慮與目標節(jié)點有直接信任的推薦路徑，通

8、過加權計算得出推薦信任向量。令表示推薦信任向量，則：最后，對推薦信任向量進行量化，得到推薦信任度3.3 綜合信任評價直接信任和推薦信任分別從不同的方面反映了目標節(jié)點的可靠性，對直接信任度和推薦信任度進行加權求和可得到一個綜合信任度，即對目標節(jié)點的綜合信任評價。令表示目標節(jié)點的綜合信任度，則： 通過目標節(jié)點的綜合信任度的計算結果來判斷目標節(jié)點的可靠程度，進而決定是否與其交易。4實驗仿真 為驗證基于模糊理論的信任模型的有效性和合理性，模擬真實場景進行仿真實驗。實驗運行的硬件環(huán)境為：CPU Intel P8400,2GB內存，軟件工具為Matlab7.0。本實驗主要模擬在系統(tǒng)中存在不同比例的惡意節(jié)點

9、時，信任評價的可靠性。為了計算的方便，設惡意推薦時，模糊貼近度為0.2，交易金額為500，實驗觀察的節(jié)點總數(shù)為100個，圖1反映了當惡意節(jié)點所占比例不同時，信任評估的準確性。信任評估的準確度用來表示，通過公式來計算，為一極小值，用來消除系統(tǒng)誤差。表示實際的信任值，表示模型的評價結果。圖1 信任評價準確率由圖1可見，直接信任度是通過源節(jié)點與目標節(jié)點之間的直接歷史交易經(jīng)驗來計算得出的，因此基本上不會受到惡意推薦點的影響，信任評價準確率基本上保持在0.99以上，信任度的微小波動主要是由相關屬性值的波動造成的。推薦信任度的準確率受惡意節(jié)點的影響較大，可以通過引入懲罰機制，借助懲罰機制，可以在惡意節(jié)點比

10、例小于0.5時，推薦準確率仍可以保持較高的水平，但當惡意節(jié)點比例上升到0.5以上時，推薦準確率出現(xiàn)明顯的下降，這反映了模型在惡意節(jié)點比例不是很高時，具有較高的推薦可靠性。為了強調惡意節(jié)點對綜合信任評價的影響，在綜合信任度的計算中取，計算所得的綜合評價度的準確率基本保持在0.9左右，即使惡意節(jié)點的比例高達0.8，其準確率仍達到0.8以上，可見模型的評價結果具有較高的準確率。5結論基于模糊理論的P2P電子商務信任管理模型，可以在交易前較為全面的考察影響信任的主要因素，得出相對準確的信任評價度。針對P2P電子商務的特點，通過信任類群來初始化信任向量，減少了網(wǎng)絡流量，提高了評價效率，同時在信任評價過程

11、中引入交易金額、交易次數(shù)和交易時間等因素，使得評價結果更加客觀、真實。實驗仿真表明，基于模糊理論的P2P電子商務信任模型具有更高的可靠性和更強的實用性。參考文獻：1Beth T, Borcherding M, Klein B. Valuation of trust in open networksC.Proc 1994 the European Symposium on Research in Security. Berlin: Springer-Verlag, 1994:3-18 2陳華勇，謝冬青，王永靜.BBK信任計算模型的分析與改進J.湖南大學學報，2003，30(03):182-185.3Yao Wang, Vassileva J. Bayesian Network-Based Trust ModelC.Proceedings of IEEE /International Conference on Web Intelligence.Halifax,Canada