МЕХАНІЗМ ДОВІРИ ТА РЕПУТАЦІЇ НА ОСНОВІ ПЛІТОК ДЛЯ ВЗАЄМОДІЇ БРОКЕРІВ У МЕРЕЖЕВО-ОРІЄНТОВАНИХ РОЗПОДІЛЕНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМАХ

Анотація

Предметом даного дослідження є рівень взаємодії брокерів у мережево-орієнтованих розподілених комп’ютерних системах (DCS), в яких автономні брокери типу «рівний-рівному» замінюють централізовані рівні управління для керування розподілом ресурсів та плануванням завдань. Проблема, що розглядається, полягає у відсутності децентралізованого механізму довіри, здатного виявляти та ізолювати зловмисних або візантійських брокерів (вузлів, які непомітно відкидають завдання, фальсифікують доступність ресурсів або вступають у змову) без повторного введення одиничних точок відмови, які мережево-орієнтована архітектура була покликана усунути. Для вирішення цієї проблеми пропонується механізм довіри та репутації на основі «пліток», який інтегровано безпосередньо в рівень взаємодії брокерів NCA. Цей механізм запроваджує комбінований вектор репутації, що складається з трьох показників, орієнтованих на завдання (коефіцієнт успішності завдань, коефіцієнт затримки завдань та показник відмовостійкості), у поєднанні з експоненціальною функцією часового згасання для швидкого виявлення коливальної зловмисної поведінки. Правило узгодження, зважене за надійністю, нейтралізує локалізовану змову шляхом зважування вхідних повідомлень «госсіп» відповідно до власного показника довіри того, хто їх надсилає. Ці стани довіри слугують фільтром попереднього відбору з нульовою затримкою для планувальника завдань. Результати пояснюються логарифмічною збіжністю епідемічного протоколу «push-pull», який поширює оновлення довіри серед усіх чесних брокерів за O(log N) раундів без централізованої координації. Емпіричні симуляції підтверджують, що механізм забезпечує рівень виконання завдань понад 93 % за умови 20 % введення візантійських збоїв та скорочує загальний час виконання приблизно на 25 %, генеруючи менше ніж два додаткові повідомлення типу «госсіп» на кожне заплановане завдання. Механізм може застосовуватися в будь-якому розподіленому обчислювальному середовищі, що використовує горизонтальну площину керування посередниками, зокрема в сценаріях периферійних обчислень, Інтернету речей (IoT) та хмарних федерацій, де централізовані органи безпеки є недоцільними.

Ключові слова: розподілені комп’ютерні системи, мережево-орієнтована архітектура, протокол «Gossip», управління довірою та репутацією, стійкість до візантійських відмов, взаємодія з брокерами, епідемічне поширення