移动P2P网络数据分发机制研究

移动P2P网络的数据分发是一个新兴的研究领域，开放性的体系结构使移动P2P网络数据分发广泛应用于流媒体数据分发、协同工作和数据共享等领域。移动P2P网络与互联网的P2P网络有着本质区别，因此现有的数据传输机制不能直接应用于移动P2P网络。本课题的研究目的是提出适用于移动P2P网络的数据传输机制，并提高数据传输的效率和安全性，研究的内容包括：（1）利用非确定性的网络构造方法，解决移动P2P网络在大量节点波动情况下的拓扑构造问题，并设计可靠路由算法；（2）利用小世界理论的短链特性和令牌机制的半被动特点，解决移动P2P网络的搜索效率低下和维护开销巨大的问题；（3）提出基于网络编码的数据传输方案，提高数据吞吐量和节点负载均衡能力，节约传输带宽；（4）利用环签名具有的匿名性和自发性，解决移动P2P网络数据分发过程中的节点匿名认证和内容认证的问题。

本课题对移动对等网络数据分发机制关键技术开展研究工作，包括构造高效网络模型、提高移动P2P网络资源搜索效率降低维护开销、基于网络编码的内容传输方案与节点身份认证等研究内容。取得的主要创新成果包括：（1）提出了移动对等网络覆盖网的概念，给出覆盖网的定义、阐述了构建覆盖网的重要意义和覆盖网的分类。（2）提出了基于k-派系社区结构的非结构化覆盖网络的设计方法，根据节点加入网络的顺序构造多个不同k值的k-派系社区结构，并通过外联节点来连接不同的k-派系。该覆盖网能够有效的适应移动网络环境，在保证查询时间较短的条件下，取得了较高的查询成功率。（3）提出了基于比例存储模型的并行传输模型，根据节点的综合性能，使性能低的节点承担较少的存储任务，而性能高的节点完成较多的存储任务，通过性能分析和实验仿真验证了存储的可靠高效。（4）在CP-ABE的基础上，提出了基于属性签名方案的移动对等网络可认证组密钥管理方案，实现了节点的属性和身份认证，并将唯一身份作为一个属性，使得节点可以用身份或者一组属性标识，解决了节点间匿名通信、组密钥协商和匿名追踪问题。（5）提出了一个动态门限的基于属性签密方案，除具有一般签密方案的保密性和认证性外，还具有签密者属性隐私安全性和多接收者特性。在随机预言机模型下，利用判定双线性DBDH问题和计算CDH问题的困难性，证明了该方案满足在适应性选择密文攻击下的不可区分性及适应性选择消息下的不可伪造性。（6）针对MP2P网络因节点频繁移动带来的扰动性及其他限制因素，提出了分区管理的灵活策略，将节点按标准进行功能划分，每个子网由超级节点管理。该策略改善了MP2P网络的内容分发效率，同时也增强了系统的健壮性。在本项目研究经费的支持下，项目组成员在国内外学术期刊和会议上共发表了学术论文24篇，其中在国际期刊发表3篇，在《软件学报》、《通信学报》、《电子与信息学报》等国内期刊发表18篇，在国际会议发表3篇。发表论文被SCI检索2篇，EI检索16篇。培养博士研究生5名、硕士研究生8名，在读博士研究生2名。