在信息時(shí)代，通過(guò)Internet向物聯(lián)網(wǎng)和語(yǔ)義網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，人與計(jì)算機(jī)的協(xié)作成為解決社會(huì)問(wèn)題的主要途徑。語(yǔ)義Web創(chuàng)建的主要目的不僅是幫助人與機(jī)器之間的交互，而且是幫助機(jī)器與機(jī)器之間的交互。事實(shí)上，語(yǔ)義Web可以被看作是一個(gè)鏈接信息的網(wǎng)絡(luò)，它在全球范圍內(nèi)促進(jìn)了機(jī)器處理。語(yǔ)義Web也可以看作是Web上實(shí)體之間的關(guān)系集合，這些聯(lián)系也可以看作是圖，其中謂詞作為邊，類作為節(jié)點(diǎn)。
從一開(kāi)始，人們就清楚地認(rèn)識(shí)到，在一個(gè)巨大而開(kāi)放的信息空間中，信息的可靠性和安全性將成為挑戰(zhàn)。從Web上獲取信息變得越來(lái)越普遍，用戶通過(guò)各種來(lái)源獲取信息，從個(gè)人網(wǎng)頁(yè)、政府機(jī)構(gòu)到科學(xué)門(mén)戶。人類用戶往往會(huì)使用不同的方法來(lái)決定是否信任某個(gè)來(lái)源，例如依賴于他們以前的經(jīng)驗(yàn)或其他用戶的意見(jiàn)；但眾所周知，語(yǔ)義Web尋求不同的目標(biāo)，即賦予計(jì)算機(jī)代理與Web內(nèi)容和其他代理交互的能力，從而決定選擇合適的服務(wù)或信息提供者。在這種情況下，計(jì)算機(jī)代理如何能夠信任信息源？它如何識(shí)別獲取信息的正確性？又如何實(shí)現(xiàn)安全通信？
本文綜述了語(yǔ)義Web安全層和語(yǔ)義Web棧信任層的相關(guān)研究工作，包括研究信任和聲譽(yù)的各種定義，從不同的角度對(duì)信任進(jìn)行分類，并引入開(kāi)放式挑戰(zhàn)。
(資料圖片僅供參考)
信任具有不同的含義，這取決于它所使用的上下文和領(lǐng)域。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，它是指保證網(wǎng)絡(luò)安全和訪問(wèn)控制的機(jī)制。在分布式系統(tǒng)和基于Agent的系統(tǒng)中，它被認(rèn)為是一種度量可靠性的工具。在博弈論和政策學(xué)中，它被看作是系統(tǒng)在不確定條件下做出正確決策的速率。信任可以分為兩大類，即可靠性信任和決策信任，每一種信任都有不同的描述。當(dāng)每個(gè)子A要求被信任人B執(zhí)行某一任務(wù)時(shí)，被信任人A所看到的被信任人B的可靠性（概率）取決于預(yù)期任務(wù)的執(zhí)行情況。
決策信任是指在一定的環(huán)境下，即使在勝算不大的情況下，信任方愿意依賴被信任方以獲得安全感的程度。在這種情況下所做的決定，取決于信任方所接受的風(fēng)險(xiǎn)程度，以及它以前對(duì)信任方的消極或積極的經(jīng)驗(yàn)。信任也被定義為對(duì)一個(gè)實(shí)體在特定背景下可靠、安全和可靠地行事的能力的堅(jiān)定信念。
信任在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中并不是一個(gè)新的話題，但它是計(jì)算機(jī)科學(xué)范圍內(nèi)的重要問(wèn)題之一。圖 1 顯示Google Scholar報(bào)告的語(yǔ)義Web中與信任主題相關(guān)的文章數(shù)量。
圖1：關(guān)于語(yǔ)義web層的信任出版物的數(shù)量
1.2 聲譽(yù)關(guān)于一個(gè)人或一件事的一般想法被稱為聲譽(yù)。聲譽(yù)可以是基于社區(qū)成員給一個(gè)人的累積成績(jī)或分?jǐn)?shù)。為了計(jì)算一個(gè)實(shí)體的評(píng)級(jí)，可以采用不同的方法，例如平均值。通常，某一組的成員從其他用戶那里得到幾乎相同的評(píng)分，當(dāng)一個(gè)組在某一主題上很有名時(shí)，該組的所有成員通常得到與他們組相同的評(píng)分。
此外，聲譽(yù)可以被認(rèn)為是一個(gè)實(shí)體對(duì)其他實(shí)體在某些主題上的行為的信念或經(jīng)驗(yàn)。在這種情況下，聲譽(yù)評(píng)級(jí)應(yīng)該基于第一手經(jīng)驗(yàn)，或者基于加權(quán)度量除以單個(gè)個(gè)人提供的引用總量，如谷歌頁(yè)面排名使用的方法。Repution方法可以是集中式的，由權(quán)威機(jī)構(gòu)給出；也可以是分布式的，基于人群的已知邊。
2、信任分類2.1 基于政策的信任語(yǔ)義Web棧中唯一的垂直層稱為數(shù)字簽名，它利用XML的數(shù)字簽名能力，如簽名引用、信息和消解值來(lái)標(biāo)記任何Web內(nèi)容。連同證明、邏輯和信任層本身，這些層負(fù)責(zé)語(yǔ)義Web進(jìn)程的可信任性。由于XML文檔的結(jié)構(gòu)類似于圖表，主要的挑戰(zhàn)是通過(guò)對(duì)用戶和文檔實(shí)施策略來(lái)指定哪些用戶可以訪問(wèn)文檔的哪些部分。也就是說(shuō)，需要語(yǔ)義Web代理來(lái)確保信息和Web服務(wù)的安全免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。為了滿足這一需求，存在著多種安全策略，如身份驗(yàn)證、數(shù)據(jù)完整性和隱私、訪問(wèn)控制、授權(quán)和機(jī)密性等。
語(yǔ)義Web的XML特性使其具有使用元數(shù)據(jù)而不是數(shù)據(jù)本身的優(yōu)勢(shì)，即使用有關(guān)數(shù)據(jù)的信息而不是整個(gè)數(shù)據(jù)本身。一個(gè)是元數(shù)據(jù)的規(guī)模相對(duì)較小，使數(shù)據(jù)更容易被發(fā)現(xiàn)。元數(shù)據(jù)也有缺點(diǎn)，由于元數(shù)據(jù)生成器的可信度不統(tǒng)一，需要每個(gè)用戶了解每個(gè)元數(shù)據(jù)的可信度水平，以充分利用元數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)。
目前，我們的網(wǎng)站配備了各種工具，以確保信息交流的安全。數(shù)字簽名、公鑰、Web證書(shū)和加密等工具。為了保證商業(yè)伙伴之間在信任網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容交換的安全性，引入了幾個(gè)安全標(biāo)準(zhǔn)。例如，W3C為基于XML的Web服務(wù)引入的WS-Security策略，它描述了將簽名和加密頭或安全令牌附加到SOAP MES-SAGE的方法，或者由OASIS Security Services提供的SAML策略，它提供了一種授權(quán)和授權(quán)的方法，但它不能給出任何關(guān)于信任的建議。
Kerberos票據(jù)發(fā)行系統(tǒng)是麻省理工學(xué)院為雅典娜項(xiàng)目創(chuàng)建的，是目前廣泛使用的可信第三方認(rèn)證技術(shù)之一。WS-Trust作為前面提到的WS-Security的擴(kuò)展，指定了通過(guò)授權(quán)、身份證明和實(shí)體性能獲得信任的方法。
建立信任的另一個(gè)挑戰(zhàn)是提供一種手段來(lái)揭示憑據(jù)，同時(shí)防止隱私和對(duì)信息的控制的損失。為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入了不同的機(jī)制和策略，例如TrustBuilder，它旨在以不會(huì)導(dǎo)致隱私損失的方式為證書(shū)權(quán)衡提供機(jī)制。由于信任決策是一種行為，它要求接受一定程度的暴露憑據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，以獲得贏得信任的好處。建議促進(jìn)其他制度憑據(jù)交換的協(xié)商稱為PeerTrust，它是一種較新的策略和信任協(xié)商方法。
2.2 基于聲譽(yù)的信任基于聲譽(yù)的信任的目的是通過(guò)個(gè)人或他人的經(jīng)驗(yàn)，或者在某些情況下通過(guò)個(gè)人和全球經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合來(lái)做出信任決策。在基于聲譽(yù)的信任中，社區(qū)成員根據(jù)他們的交易、產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)一致性來(lái)判斷他們網(wǎng)絡(luò)中的其他成員。換句話說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)成員將在一個(gè)團(tuán)隊(duì)中實(shí)施合作制裁，以激勵(lì)網(wǎng)絡(luò)中質(zhì)量較差的服務(wù)提供者提供更好的服務(wù)。一個(gè)基于信任的網(wǎng)絡(luò)可以被看作是一個(gè)圖，其中的成員是節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的邊根據(jù)成員從其他用戶那里感知到的信任性能進(jìn)行加權(quán)。通過(guò)信任網(wǎng)絡(luò)，用戶可以通過(guò)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)直接信任資源，也可以通過(guò)信任傳播方法間接信任其他受信任的用戶。
聲譽(yù)網(wǎng)絡(luò)可以從不同的角度來(lái)看待。它可以分為集中式和分布式兩種體系結(jié)構(gòu)。在集中式信譽(yù)系統(tǒng)中，與任何成員的質(zhì)量和性能相關(guān)的信息都是從與網(wǎng)絡(luò)中特定節(jié)點(diǎn)有過(guò)直接經(jīng)驗(yàn)的其他用戶那里收集的。然后，一個(gè)通常稱為聲譽(yù)中心的中央機(jī)構(gòu)收集所有的評(píng)級(jí)，為節(jié)點(diǎn)的每個(gè)成員計(jì)算一個(gè)分?jǐn)?shù)，并公布分?jǐn)?shù)。社區(qū)成員在與網(wǎng)絡(luò)中其他成員的交易決策中可以使用分布式信譽(yù)評(píng)分。這個(gè)系統(tǒng)背后的理念是，與信譽(yù)評(píng)分較高的成員進(jìn)行交易通常會(huì)產(chǎn)生更好的結(jié)果。圖 2，顯示集中式模型的架構(gòu)。
圖2：集中式模型的模式
在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，沒(méi)有信譽(yù)中心，而是有多個(gè)信譽(yù)庫(kù)，每個(gè)成員可以提交關(guān)于其他成員的經(jīng)驗(yàn)，甚至成員可以從不同的用戶那里獲得他們需要的關(guān)于某個(gè)社區(qū)成員的信息，這些用戶以前有過(guò)關(guān)于該成員的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)等系統(tǒng)是分布式系統(tǒng)的一個(gè)例子。
在一些研究工作中，將分布式構(gòu)造劃分為全局和局部?jī)蓚€(gè)子類。在全球模型中，聲譽(yù)是基于社會(huì)成員的受歡迎程度。在第一次交互之后，社會(huì)的每一個(gè)MEM-BER為網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)其他MEM-BER創(chuàng)建一個(gè)配置文件，并保存關(guān)于每一個(gè)事務(wù)的經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)人可以使用其他鄰居的經(jīng)驗(yàn)檔案來(lái)決定是否信任一個(gè)來(lái)源。然而，由于網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，區(qū)分正確和錯(cuò)誤的信息是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。因此，基于網(wǎng)絡(luò)用戶給出的總分來(lái)計(jì)算聲譽(yù)可能并不完全正確，人們可以嘗試信任網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)計(jì)算出的分?jǐn)?shù)，這些節(jié)點(diǎn)也可以作為社會(huì)的權(quán)威節(jié)點(diǎn)，通過(guò)其較高的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分?jǐn)?shù)來(lái)獲得自己的能力。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈接越多，它就越能被信任。Eigentrust Algo-Rithm是全球信任性能排名的一個(gè)例子。圖 3，顯示分布式模型的架構(gòu)。在局部模型中，該思想基于信譽(yù)的傳遞性，雖然在該模型中的條件下信任是個(gè)人的，并且因節(jié)點(diǎn)而異，但在任何情況下，一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有關(guān)于新受信者的任何信息，它可以依賴于封閉可信節(jié)點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)。如果一個(gè)人沒(méi)有任何關(guān)于別人的信息，他/她通常更信任他的朋友和親戚，而不是不認(rèn)識(shí)的人或者消息來(lái)源。根據(jù)小世界假說(shuō)，從信任者到受信者會(huì)有一條路徑，通過(guò)信任的親密朋友鏈。
圖3：分布式模型的模式
流模型在流方法中，信譽(yù)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)成員鏈傳遞的Itraton來(lái)計(jì)算的。對(duì)于信任網(wǎng)絡(luò)如何在網(wǎng)絡(luò)成員之間均勻或不均勻地分布，有些模型假設(shè)了一個(gè)恒定的信譽(yù)權(quán)重。由于網(wǎng)絡(luò)的總重量是不變的，每個(gè)成員的聲譽(yù)只能以其他成員的代價(jià)來(lái)提高。因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的增減程度是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信譽(yù)分?jǐn)?shù)輸入輸出流的函數(shù)。
由于信任和聲譽(yù)在本質(zhì)上是多上下文的，因此建立多維模型來(lái)計(jì)算信任和聲譽(yù)具有重要意義。多維模型具有modu-lar結(jié)構(gòu)，在這種體系結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建的代理能夠以一種最大限度地增加其表征能力的方式利用多個(gè)邏輯。
2.3 基于內(nèi)容的信任Web內(nèi)容在語(yǔ)義Web中被表示為公理和本體。在下面的文章中，我們將探討使用Web事務(wù)的內(nèi)容來(lái)獲得信任的可能性。語(yǔ)義Web信任層從不考慮Web上交換的信息內(nèi)容。該問(wèn)題通過(guò)認(rèn)證、識(shí)別和證據(jù)檢查來(lái)解決。然而，語(yǔ)義Web使得直接交互和利用Web內(nèi)容成為可能。因此，它提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來(lái)使用網(wǎng)絡(luò)資源的內(nèi)容作為判斷其創(chuàng)作者身份的手段。所有其他類型的信任評(píng)估方法都是基于信息提供者的聲譽(yù)、行為和實(shí)施策略來(lái)考慮信息提供者的合法性，而基于內(nèi)容的信任更多地涉及Web上給出的內(nèi)容的性質(zhì)。在現(xiàn)實(shí)生活中，一個(gè)可能的選擇是信任資源所提供的信息，但如果許多低信任資源提供的信息是相同的，會(huì)導(dǎo)致受信任的信息資源沖突，那么人們可能會(huì)選擇相信來(lái)自于許多的信息，即使他們可能不是合法的。因此，可以說(shuō)，每一個(gè)維度的聲譽(yù)和認(rèn)證只是一個(gè)創(chuàng)建一個(gè)名為信任的現(xiàn)象。
本文提出了影響用戶選擇可信資源決策的各種因素，具體如下：
特定主題的權(quán)威可信信息提供程序在其他主題領(lǐng)域可能不受信任。人們可以信任世界衛(wèi)生組織提供的有關(guān)疾病的信息，但同一組織提供的經(jīng)濟(jì)信息不被用戶信任。合法性的傳遞性與網(wǎng)絡(luò)上高度可信和授權(quán)的實(shí)體有關(guān)，可以將部分信任傳遞給與它們有關(guān)的其他實(shí)體。例如大學(xué)向醫(yī)科學(xué)生提供的證書(shū)。實(shí)體生成的譜系內(nèi)容可以從其創(chuàng)作者那里獲得信用和信任。科學(xué)網(wǎng)站提供的信息比匿名資源更容易被用戶接受。在某些情況下，資源提供的信息可能是不完整或不充分的，例如藥品生產(chǎn)廠家可能忽視與某些治療條件有關(guān)的副作用，而專注于試驗(yàn)結(jié)果。偏差的指定需要擴(kuò)展和專業(yè)。提供準(zhǔn)確信息的動(dòng)機(jī)，如果信息提供者有動(dòng)機(jī)和興趣支持更準(zhǔn)確的信息，那么用戶更有可能相信該信息。在網(wǎng)絡(luò)上，惡意信息資源的欺騙行為是很自然的，因此，應(yīng)該提醒用戶注意以下事實(shí)：資源和它們的同伙可能并不是它們看起來(lái)的樣子。3、公開(kāi)的挑戰(zhàn)和問(wèn)題在回顧文獻(xiàn)之后，我們認(rèn)識(shí)到在本研究的范圍內(nèi)有許多開(kāi)放的挑戰(zhàn)和問(wèn)題。總之，仍然需要：改進(jìn)語(yǔ)義Web信任算法的性能。無(wú)縫集成和協(xié)作各種信任管理模型，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義Web中的整體信任管理。功率有效的信任管理模型，以及更快和更少能耗的機(jī)制來(lái)支持IoT中支持語(yǔ)義的設(shè)備?？朔煌W(wǎng)絡(luò)間信任傳遞和計(jì)算困難的方法。人的私密性和業(yè)務(wù)過(guò)程的保密性。自主信任管理算法?？尚诺臄?shù)據(jù)融合。參考文獻(xiàn)1. Glimm B, Stuckenschmidt H (2016) 15 years of semantic web: an incomplete survey. KI-KünstlicheIntelligenz 30(2):117–130.
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