移动互联网下耦合MP2P文件共享网络的级联失效与修复策略研究

In mobile Internet, with extensive application and diversified development of MP2P file sharing networks, the MP2P file sharing networks has the characteristics of the scale expanding and the mutual coupling. However, it is still suffering cascading failure issues due to the inherent coupling and anonymity of MP2P networks, and the mobility and randomness of mobile terminals. To solve the problem, we will in this project study the cascading failure and repairing strategy for coupled MP2P file sharing networks in mobile Internet environments. The concrete contents include: We construct a theoretical analysis model for the coupled MP2P file sharing networks based on its characteristics; We give out the analysis of the cascading failure mechanism for the coupled MP2P file sharing networks according to different coupling modes and different attack modes; At last, we present recovery strategy for peer’s selective attack and many peers’ stepwise attacks according to the proposed analysis and meanwhile we put forward reasonable evaluation scheme for repairing strategy. This study will provide theory and method support for optimal topology construction, cascading failure analysis and repairing strategy design for coupled MP2P file sharing network in mobile Internet, and then lay a solid foundation for eliminating security threat of cascading failure.

移动互联网下，MP2P(Mobile Peer-to-Peer)文件共享网络的广泛应用和多元化发展，呈现出规模不断扩张、相互耦合的特点。然而，网络中存在的耦合性、匿名性和移动终端的移动性、随机性，给网络带来严重的级联失效安全隐患。为此，本项目拟对移动互联网下耦合MP2P文件共享网络的级联失效与修复策略进行研究。具体包括：针对耦合MP2P文件共享网络的性态特点，研究网络级联失效的理论分析模型；基于耦合方式和攻击模式的不同影响，建立耦合MP2P文件共享网络的级联失效方程，研究其中的级联失效机理；针对网络的级联失效，研究面向节点选择性攻击和面向多节点分步式攻击的修复策略，并提出合理的修复策略评估方案。项目的预期研究成果能够为移动互联网下耦合MP2P 文件共享网络最优拓扑结构的构建、级联失效的分析与修复策略的设计等提供理论与方法支持，为消除网络中的级联失效安全隐患打下坚实的基础。

本课题以移动互联网下耦合MP2P文件共享网络呈现的新特性为着眼点，从不同耦合条件与不同攻击模式两个视角出发，研究了移动互联网下耦合MP2P文件共享网络的级联失效作用机理，并提出了面向耦合MP2P文件共享网络级联失效的修复策略，为解决耦合MP2P文件共享网络中的安全问题提供了新的思路和方法，具有重要的理论意义和实际的应用价值。主要成果包括：.（1）课题研究了耦合MP2P文件共享网络的性态，从网络的耦合关系与拓扑结构出发，分析了耦合MP2P文件共享网络的网络参数；然后，研究了耦合MP2P文件共享网络的理论分析模型和节点失效的动力学方程，在此基础上，提出了耦合MP2P文件共享网络级联失效的理论分析模型。.（2）课题结合了耦合MP2P文件共享网络中存在的四种耦合方式，分别研究了MP2P文件共享网络级联失效的作用机理。具体包括：研究不同的耦合方式对耦合MP2P文件共享网络的级联失效动力学的影响与作用机理，分析抑制失效蔓延的关键阈值或范围。.（3）课题针对耦合MP2P文件共享网络中攻击模式的特点，研究了不同攻击模式对耦合MP2P文件共享网络的作用机理。具体包括：针对随机攻击和蓄意攻击等攻击特点，通过定义节点初始负载、故障后负载权重分配特征，从理论解析和数值模拟两方面，对比研究了不同攻击模式下的级联失效问题。.（4）课题从保护重要节点的角度来，从三个方面入手设计了面向级联失效的修复方案，具体包括：设计了识别耦合MP2P文件共享网络中重要节点的评估方案；研究了基于节点选择性攻击和基于多节点分步式攻击的修复策略；设计了不同修复策略的评价及优化方案。.通过本课题的研究，针对耦合MP2P文件共享网络中面临的级联失效与修复策略问题，我们提出了相应的解决方案和算法，发表了相关学术论文25篇，在国内外产生了一定影响，完成专利1个，登记相关软件著作权2个，较好完成了预期的工作。