[发明专利]一种基于协作频度聚类的Web服务信任度评估方法

摘要

一种基于协作频度聚类的Web服务信任度评估方法，包括(1)计算Web服务之间的协作频度；(2)基于协作频度对Web服务进行聚类；(3)计算Web服务个体信任度STD；(4)计算Web服务群体信任度GTD；(5)计算Web服务综合信任度CTD；(6)Web服务信任度评估框架。

主权项

一种基于协作频度聚类的Web服务信任度评估方法，包括以下步骤：(1)计算Web服务之间的协作频度；协作频度是指在一定时间内两个或多个Web服务之间协作的频繁程度，相互间协作次数较多的Web服务间具有较高的协作频度，而协作次数较少的服务间具有较低的协作频度；协作频度的计算方式如：Inti,j=max{ci,jci,total,ci,jcj,total}---(1)]]>其中：ci,j为某段时间内服务WSi和服务WSj之间的协作次数；ci,total和cj,total分别为服务WSi和服务WSj在这段时间内总的协作次数；(2)基于协作频度对Web服务进行聚类；通过聚类将具有较高协作频度的Web服务划分到一个群内，聚类过程如下:2.1：以Web服务为节点V，服务间的协作关系为边E，协作频度为权值W，构建无向加权图G＝(V,E,W)；2.2：将每条边的权值W与频度阈值θ比较，若W小于阈值θ，则去掉该边；频度阈值θ的取值受到聚类规模上限和类内现有服务数量的约束；2.3：上述过程会得到多个互不联通的子图，将每一个子图中的Web服务划分为一个聚类；(3)计算Web服务个体信任度STD；个体信任度(Single trust degree,STD)是指信任主体将信任客体当作一个独立的个体时，对其完成任务的期望值，是通过Web服务间的直接交互经验来产生的；服务WSi在与WSj协作完成一项任务后，WSi会对WSj进行评分，记为stfi,j(recent)，接着服务WSi会更新对WSj的个体信任度，计算方法为：stfi,j=e-λ(tcurr-told)stfi,j(old)+(1-e-λ(tcurr-told))stfi,j(recent)---(2)]]>其中：stfi,j为更新后的服务WSi对WSj的个体信任度；stfi,j(old)为原来的个体信任度；tcurr为当前时间；told为上次更新时间；(4)计算Web服务群体信任度GTD；群体信任度(Group trust degree,GTD)是指信任主体对信任客体所在的群体的信任度；设服务WSi所在群体的Web服务集合为Gi，服务WSj所在群体的Web服务集合为Gj,为了计算Gi对Gj的群体信任度，先计算Gi中的服务对Gj的平均信任度，其计算方法如下:令Gi＝{WSk|k＝1,2,…,K}，服务WSk在最近一段时间内交互过的属于Gj的服务集合记为setk＝{WSm|m＝1,2,…,M}，则有avgk=1MΣm=1Mstfk,m,tcurr-tk,m<τ---(3)]]>其中：avgk为服务WSk在最近一段时间内对群体Gj的平均信任度；stfk,m为服务WSk对服务WSm的个体信任度；tcurr–tk,m<τ为服务WSk与服务WSm在最近一段时间τ内协作过；之所以加入时间限制τ是为了衡量群体Gj的实时信任度；Gi对Gj的群体信任度GTD计算公式为：stfi,j=1KΣk=1Kavgk---(4)]]>其中：gtfi,j为Gi对Gj的群体信任度；根据群体可信度的计算方式可以看出，群体可信度是第三方推荐经验的体现，并且，Web服务只接受来自同一群体的第三方推荐经验，这主要是为了接受第三方推荐经验的准确性，同一群体中的Web服务相互间具有较高的可信度；(5)计算Web服务综合信任度CTD；综合信任度(Composite trust degree,CTD)是在根据个体信任度和群体信任度计算得到的综合评价Web服务信任度；服务WSi对服务WSj的CTD计算方法为:ctfi,j=e-λ(tcurr-told)stfi,j+(1-e-λ(tcurr-told))gtfi,j---(5)]]>其中:ctdi,j为综合信任度；tcurr为当前时间；ti,j为服务WSi对服务WSj的信任度的更新时间；(6)Web服务信任度评估框架；设计了一个本地信任管理和全局信任管理相结合的Web服务信任评估框架，评估框架结构包括Web服务信任度评估全局信任管理器整体框架和本地信任管理器框架；(6.1)全局信任管理器(Global trust manager,GTM)主要负责Web服务协作关系管理、Web服务聚类以及群体信任度和综合信任度的计算，它由协作记录器、服务聚类器、信任查询器、群体信任评估器主要模块构成：协作记录器用于接收和保存最新的Web服务之间的协作记录；服务聚类器根据协作记录器中的协作信息，计算Web服务间的协作频度，对服务聚类更新，并保存聚类结果；信任查询器用于接收来自本地信任管理器的查询请求；群体信任评估器用于计算Web服务群体信任度；群体信任度计算过程如下:a.向服务聚类器查询服务WSi和服务WSj所属的群，记为Gi和Gj；b.向Gi中的每个服务发送一个请求，查询最近一段时间τ内更新的关于Gj内任意服务的个体信任度；c.本地信任管理器接收到该查询请求后，会查询Cache中的每一条记录record，若record.WS∈Gj,并且tcurr–record.t<τ,则将该记录发送给全局信任管理器；d.群体信任评估器会整合收到的信任信息，并根据式(4)计算群体信任度；(6.2)本地信任管理器(Local trust manager,LTM)是在Web服务注册之后由全局信任管理器分配的，它负责处理服务的安全策略、交互协议和个体信任度计算，并将本地信任数据发送给全局信任管理器，LTM的框架结构由交互接口、Cache、信任评估器和Cache更新器主要模块组成；交互接口主要用于外界与服务的交互，负责服务间的协同协议和安全决策，当本地服务需要与其他服务协同工作时，交互接口首先会调用信任评估器，对目标服务的可信度进行评估，只有当对方服务的可信度符合本地安全策略的要求时，本地服务才会与对方服务协同工作；Cache主要存储本地Web服务对以往协作服务的个体信任度；Cache中的每条记录保存了服务id、服务个体信任度和更新时间戳；每个Web服务的更新时间戳组成了评估模型中的时间戳集合；信任评估器与Cache更新器；当服务WSi需要与另一个服务WSj协作时，首先由信任评估器对服务WSj的信任度进行评估；信任评估器从Cache中取出服务WSj的个体信任度，接着向全局信任管理器发送请求，查询群体信任度，得到全局信任管理器返回的结果后，信任评估器会根据式(5)计算服务WSj的综合信任度(CTF)；(6.3)计算并更新Web服务个体信任度STD；当一个服务WSi与另一个服务WSj协作结束时，服务WSi中的信任评估器会根据本次交互结果对服务WSj的信任度进行评价，产生一个最新的个体信任度stdi,j(recent)，并且根据式(2)更新个体信任度；接着，信任评估器会将最新的计算结果作为个体信任度和当前时间作为时间戳保存到Cache中，覆盖旧记录，并将本次协作记录发送给全局信任管理器。