Υβριδικοί μηχανισμοί κινήτρων συνεργασίας σε Ασύρματα Αδόμητα Δίκτυα

Abstract

Ένα ad hoc δίκτυο αποτελεί έναν αποκεντρωμένο τύπο ασυρμάτου δικτύου. Το βασικό χαρακτηριστικό του είναι ότι δεν βασίζεται σε μια ήδη υπάρχουσα και σταθερή υποδομή. Σε ένα τέτοιου είδους δίκτυο όπου μπορεί να μπει και να βγει ο καθένας οφείλουμε να φροντίσουμε για την αντιμετώπιση κακόβουλων και εγωιστών κόμβων, οι οποίοι επιχειρούν να βλάψουν ή να εκμεταλλευτούν τους πόρους του δικτύου. Για την συμμόρφωση αυτών των κόμβων είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν κάποιοι μηχανισμοί κινήτρων συνεργασίας, ώστε να τιμωρούνται οι κακόβουλοι κόμβοι και να συνεργάζονται οι εγωιστές κόμβοι με το υπόλοιπο δίκτυο. Τα δύο βασικότερα είδη αυτών των μηχανισμών είναι οι μηχανισμοί φήμης(reputation-based incentive mechanisms) και οι μηχανισμοί πίστωσης(credit-based incentive mechanisms). Βασιζόμενοι σε αυτά τα δύο είδη μηχανισμών δημιουργήθηκαν οι υβριδικοί αλγόριθμοι που συνδυάζουν στοιχεία και από τους δύο. Σε αυτή την διπλωματική, αναφέρονται εν συντομία τα βασικά χαρακτηριστικά των μηχανισμοί φήμης(reputation-based incentive mechanisms) και οι μηχανισμοί πίστωσης(credit-based incentive mechanisms), αλλά το κύριο ενδιαφέρον έγκειται στους υβριδικούς μηχανισμούς. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια επισκόπηση των ήδη υπαρχόντων υβριδικών μηχανισμών ενώ στην συνέχεια αναπτύσσεται και παρουσιάζεται αναλυτικά ένας νέος προτεινόμενος υβριδικός μηχανισμός. Αυτός ο μηχανισμός είναι ο ICARUS του οποίου η δομή και ακριβή λειτουργία αναλύεται στο τρίτο κεφάλαιο. Εν συνεχεία, γίνεται υλοποίηση του μηχανισμού ICARUS σε γλώσσα Java με στόχο την πραγματοποίηση προσομοίωσης για την μελέτη της αποτελεσματικότητας του αλγορίθμου. Τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του αλγορίθμου μέσω της προσομοίωσης και σχεδιάζονται οι απαραίτητες γραφικές παραστάσεις.

A wireless ad-hoc network is a decentralized type of wireless network. The network is ad hoc because it does not rely on a pre-existing infrastructure, such as routers in wired networks or access points in managed (infrastructure) wireless networks. In that kind of networks, where anyone can come and go as they please, there ought to be defence mechanisms to tackle selfish and malicious nodes, that could be harmful to the network. Incentive mechanisms provide the essential incentives to nodes for cooperating with each other and dissuading nodes from acting maliciously. The two essential incentive mechanisms are reputation-based and credit-based. Based on those two mechanisms and combining elements from them both, hybrid mechanisms were developed. The point of interest of this diploma thesis lies in the hybrid mechanisms. In its first part, there is a short presentation of the fundamentals of the reputation and credit based incentive mechanisms. In the second chapter, the two most important hybrid mechanisms are presented in detail. Afterwards, a new hybrid mechanism is developed and its operations are analysed thoroughly. This new hybrid mechanism is called ICARUS and is presented in the third chapter of the diploma thesis. ICARUS is then simulated in Java environment in order to examine the algorithm's efficiency. Lastly, the arithmetic results as well as some graphs of the simulation are presented.