Mobile Agent ứng dụng toán điện tử Lê Trần Trung Trường Đại học Công nghệ Chuyên ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05 Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Đoàn Văn Ban Năm bảo vệ: 2012 Abstract Giới thiệu tổng quan software agent, tính agent phân loại agent Nghiên cứu Mobile Agent nguyên lý hoạt động: giới thiệu mobile agent nguyên lý hoạt động, kiến trúc mobile agent chế di chuyển, truyền thông báo; giới thiệu hệ thống mobile agent, so sánh hệ thống mobile agent thời; ưu điểm mobile agent lĩnh vực mobile agent có khả ứng dụng; trình bày vấn đề an ninh phương pháp đảm bảo an ninh cho agent Thương mại điện tử ứng dụng Mobile Agent toán điện tử: Giới thiệu thương mại điện tử hệ thống toán điện tử, khả ứng ứng dụng mobile agent thương mại điện tử như: agent bán hàng, mua hàng thương lượng đấu giá Keywords: Thanh toán điện tử; An toàn liệu; Thương mại điện tử; Mobile Agent; Công nghệ thông tin Content Giới thiệu luận văn Đặt vấn đề Với lớn mạnh không ngừng WWW lên ứng dụng Thương mại điện tử dẫn đến đời mô hình kinh doanh lấy Internet làm trung tâm Hỗ trợ cho mua bán trực tuyến tạo chương trình có cấu trúc cung cấp hiệu kinh tế mô hình linh hoạt Cộng với đời khái niệm agent tạo phương pháp lập trình ứng dụng nhiều ngành khoa học khác Lập trình agent có ưu điểm lợi ích rõ ràng nhiều lĩnh vực triển vọng sử dụng agent Thương mại điện tử Rất nhiều công việc sử dụng ứng dụng mang khái niệm “agent Thương mại điện tử” Tuy nhiên chưa có nhiều ứng dụng thiết kế cho TMĐT sử dụng mobile agent hoàn hành Mục đích luận văn Luân văn nghiên cứu hệ thống mobile agent theo hướng ứng dụng toán điện tử, với mục đích xây dựng hệ thống có khả tự bảo trì, giảm thiểu lỗi, khắc phục độ trễ đường truyền tạo hiệu xuất cao xử lý Dựa vào tính mobile agent em hy vọng xây dựng nên hệ thống Cấu trúc luận văn Ngoài phần giới thiệu mở đầu, mục lục, bảng giải thuật ngữ viết tắt, danh mục hình vẽ, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn chia thành phần sau: Chương 1: Tổng quan Agent Giới thiệu tổng quan software agent, tính agent phân loại agent Chương 2: Mobile Agent nguyên lý hoạt động Giới thiệu mobile agent nguyên lý hoạt động, kiến trúc mobile agent chế di chuyển, truyền thông báo Chương trình bày vấn đề an ninh phương pháp đảm bảo an ninh cho agent Chương 3: Thương mại điện tử ứng dụng Mobile Agent toán điện tử Giới thiệu thương mại điện tử hệ thống toán điện tử, khả ứng ứng dụng mobile agent thương mại điện tử như: agent bán hàng, mua hàng thương lượng đấu giá Ngoài luận văn giới thiệu hệ thống toán điện tử dựa mobile agent, hệ thống toán hóa đơn nhà hàng Cuối chương luận văn trình bày giao thức toán hệ thống phần cài đặt thử nghiệm chương trình Chương 1: Tổng quan Agent 1.1 Giới thiệu Có nhiều định nghĩa cho software agent, ta tham khảo số định nghĩa sau: Một agent thành phần phần mềm và/hoặc phần cứng mà có khả hoat động xác để hoàn thành nhiệm vụ thay mặt chủ nhân agent (Nwana, 1996) [8] 1.2 Tính Agent 1.2.1 Tính tự trị (autonomous) Agent có khả tự kiểm soát hoạt động làm việc, thi hành tác vụ độc lập với người dùng tác nhân khác 1.2.2 Tính thích nghi tự học hỏi (adaptive/learning) Agent biết cách học tự thay đổi hành vi theo kinh nghiệm thu 1.2.3 Bền vững trình hoạt động (persistent) Tự tồn thích nghi môi trường hoạt động, bị hủy hoàn thành nhiệm vụ 1.2.4 Hoạt động hướng đích (goal driven) Mỗi agent tạo có mục đích hành động theo mục đích mục đích thỏa mãn 1.2.5 Giao tiếp cộng tác ( communicative/collaborative) Agent có khả liên lạc, giao tiếp phối hợp hoạt động với agent môi trườg khác hay loại đối tượng khác loại môi trường khác 1.2.6 Linh hoạt (flexible) Agent hoạt động nhiều môi trường, hệ điều hành khác 1.2.7 Tính di động (mobility) Là khả di chuyển từ môi trường thi hành sang môi trường khác agent Phân loại agent 1.3 Các agent thường phân loại theo tính mục đích 1.3.1 Phân loại theo tính Gồm hai loại là: tác tử tĩnh tác tử di động 1.3.2 Phân loại theo mục đích Gồm ba loại là: tác tử cộng tác, tác tử giao diện , tác tử thông minh 1.4 Kết luận Trong chương giới thiệu software agent, phương pháp lập trình mới, ta đưa vài định nghĩa agent Ta giới thiệu tính agent như: tính tự trị, tính thích nghi học hỏi, hoạt động hướng đích, giao tiếp cộng tác, linh hoạt, di động, Ta phân loại agent theo mục đích tính Chương Mobile Agent nguyên lý hoạt động Những hệ thống phân tán truyền thống xây dựng chương trình tĩnh, chuyển liệu mạng Còn mobile agent (gọi tắt MA) ngược lại Khái niệm Mobile Agent 2.1 Định nghĩa: Mobile agent thành phần phần mềm, bao gồm mã chương trình, liệu trạng thái hoạt động tự di chuyển từ nơi sang nơi khác Nội dung agent mang theo trình di trú bao gồm thành phần agent, tên sở tri thức, bảng lưu nội dung câu hỏi câu trả lời theo ngôn ngữ COKB-ONT [2] Mobile agent dạng mobile code (Mobile code chương trình chuyển mã đến client thực thi Ví dụ cho mobile code: chương trình applet gây nguy hiểm cho máy tính applet chứa đoạn code không đáng tin cậy, gây hại) Mobile agent tính mobile code : mang theo liệu trạng thái thực thi, di trú mạng kiểm soát Vì vậy, nói mobile agent an toàn mobile code nhiều Tính chất mobile agent: 2.2 Có khả di trú từ nơi sang nơi khác  Liên lạc với nhau, nhân bản, nhập lại, tổng hợp tính toán  Một số agent có khả cung cấp dịch vụ interface cho ứng dụng kế thừa  Có kích thước nhỏ  Có khả xác định dùng tài nguyên máy tính chứa 2.3  Nguyên lý hoạt động 2.3.1 Vòng đời tác tử di động (mobile agent) Mọi mobile agent thực theo logic: Đầu tiên, tác tử tạo ra, di trú từ host sang host khác theo lịch trình, thực nhiệm vụ giao cuối bị huỷ sau hoàn thành nhiệm vụ Hình 2.4: Vòng đời tác tử di động 2.3.2 Cơ chế di chuyển Mobile agent Agent tự định đóng gói di trú đến môi trường khác để thực thi đặc điểm bật mobile agent Khi có nhu cầu di trú agent tạm dừng thực thi mã, thực lưu trạng thái đối tượng (có thể có khả lưu lại trạng thái thi hành) Sau mã hoá liệu agent truyền hệ thống mạng Khi đến đích, agent thực bước ngượi lại với bên gửi để khôi phục lại trạng thái agent tiếp tục thực nhiệm vụ 2.3.3 Kiến trúc hệ thống Mobile Agent Hình 2.6: Kiến trúc hệ thống mobile agent 2.3.4 Các điều kiện agent phải thỏa mãn Có mã xác nhận  Xác định agent khác thực thi host  Có khả nhận gửi thông điệp cho agent khác 2.4  Ích lợi mobile agent Những lợi ích mobile agent mang lại là: giảm tải băng thông, giảm độ trễ, thực thi ngắt kết nối mạng, thực thi bất đồng tự động, nhanh giảm thiểu lỗi, khắc phục tình trạng không đồng nhất, đóng gói giao thức 2.5 Môi trường ứng dụng mobile agent Mobile agent thích hợp với loại ứng dụng sau: thu thập liệu phân tán, theo dõi thông báo tin cập nhật, giám sát phân tán thông tin, xử lí song song , thương mại điện tử, quản trị hệ thống mạng, hỗ trợ thiết bị di động 2.6 Một số hệ thống Mobile Agent 2.6.1 Aglets Aglets xây dựng phát triển D B Lange IBM Tokyo Research Laboratory Hiện nay, Aglets Software Development Kit (ASDK) IBM phát triển dừng lại phiên 1.1 Beta3 JDK1.1 Phiên thức ASDK 2.0.2 SourceForge phát triển JDK1.3 [2] Hiện có phiên 2.5 anpha SourceForge phát triển [7] 2.6.2 Voyager Voyager môi trường thương mại hỗ trợ phát triển ứng dụng agent hãng Object Space phát triển từ năm 1996 Voyager trải qua nhiều lần nâng cấp thay đổi từ phiên 1.0 phiên 4.5 2.6.3 Mole Mole hệ thống Mobile Agent xây dựng với ngôn ngữ Java đại học Stuttgart (CHLB Đức) Phiên (Release 1.0) hoàn thành vào năm 1995, năm 1997 phiên Release 2.0 hoàn thành, Release 3.0 hoàn tất vào năm 1998 đề án kết thúc với kết môi trường ổn định để xây dựng ứng dụng theo mô hình agent hệ phân tán Được xây dựng Java, Mole có khả thực thi tất môi trường có hổ trợ JDK1.1.x (Jdk1.1.7 Jdk1.1.8), sử dụng giao thức TCP/IP trình giao tiếp Mole hỗ trợ di chuyển yếu - weak migration [2] 2.6.4 ZEUS Zeus môi trường British Telecommunication phát triển để hỗ trợ xây dựng hệ thống đa agents Ngoài tính thông thường việc tạo lập quản lý agent, Zeus đặc biệt trọng việc hỗ trợ phương pháp luận công cụ mạnh để phát triển ứng dụng đa agent môi trường phân tán [2] 2.7 Các tính hỗ trợ hệ thống Mobile Agent 2.7.1 Tính di động (mobility) Xét khả môi trường hỗ trợ di động mạnh hay yếu cho agent 2.7.2 Tính tự trị (autonomous) Xét vai trò môi trường việc cung cấp chế hỗ trợ cho agent linh động thực thi, qua thể tính tự trị [12] 2.7.3 Tính an toàn (security) Cần ý tới hai vấn đề: bảo vệ host tránh công từ agent nguy hiểm; bảo vệ agent chống lại môi trường nguy hiểm agent di trú [12] 2.7.4 Tính thích ứng Là khả hỗ trợ tính thích ứng từ phía môi trường tiếp nhận agent du nhập 2.7.5 Khả cộng tác Để xem xét khả phối hợp hoạt động agent, cần lưu ý ngôn ngữ liên lạc, giao thức liên lạc, mô hình cộng tác mà môi trường hỗ trợ Ngoài ra, agent môi trường xét có khả giao tiếp với agent môi trường khác hay với loại đối tượng khác, môi trường hỗ trợ cộng tác mạnh 2.8 Kết luận Trong chương giới thiệu lý mà ta sử dụng mobile agent lập trình, giới thiệu số khái niệm sở mobile agent, mô hình mobile agent, hệ thống mobile agent Aglet, Voyager, Mole, Zeus Quan chương ta tìm hiểu mobile agent không bị ràng buộc với hệ thống mà bắt đầu vòng đời Nó có khả độc đáo tự gửi từ host đến host khác mạng Ta tìm hiểu lợi ích mobile agent như: giảm tải băng thông, khắc phục độ trễ mạng, gói gọn giao thức, thực cách không đồng bộ, thích nghi, tự sửa sai, khắc phục tình trạng không đồng Ta tìm hiểu lĩnh vực mà mobile agent có khả ứng dụng như: thu thập liệu phân tán, thương mại điện tử, quản trị mạng Ngoài tìm hiểu nguy an ninh liên quan đến mobile agent, ta tìm hiểu hình thức công agent đến agent khác đến agent platform biện pháp đối phó Chương 3: Thương mại điện tử ứng dụng Mobile Agent toán điện tử Thanh toán điện tử mô hình toán điện tử 3.1 3.1.1 Giới thiệu toán vấn đề đặt toán điện tử Thanh toán thương mại truyền thống thương mại điện tử 3.1.1.1  Tiền tệ – phương tiện biểu trưng cho giá trị – sử dụng sớm lịch sử nhân loại  Tiền tệ bao gồm hai loại bản: Tiền vật thể tiền biểu trưng  Với phát triển KHKT-CN, phương thức toán có nhiều thay đổi, xuất dạng thức tiền tệ: Đó loại tiền tệ dạng điện tử (tiền tệ điện tử) Các yêu cầu hệ thống toán điện tử 3.1.1.2  Tính độc lập (không phụ thuộc vào phần cứng phần mềm chuyên dụng)  Khả tương tác di chuyển  Khả bảo mật  Tính nặc danh  Tính đa dạng: áp dụng nhiều mức toán khác  Dễ sử dụng  Phí giao dịch  Các qui tắc 3.1.2 Các hệ thống toán trực tuyến  Hệ thống toán thẻ tín dụng - Credit card  Chuyển khoản điện tử thẻ ghi nợ Internet ◦ Chuyển khoản điện tử (EFT) Internet ◦ Thẻ ghi nợ  Ví tiền số hoá - Electronic Wallets  Tiền mặt số hoá – E Cash  Các hệ thống lưu trữ giá trị trực tuyến thẻ thông minh  Các hệ thống toán séc điện tử  Các hệ thống xuất trình toán hối phiếu điện tử Các loại thẻ toán trực tuyến 3.1.2.1 3.1.2.1.1 Thẻ tín dụng 3.1.2.1.2 Thẻ trả phí Thẻ ghi nợ Mobile agent thương mại điện tử 3.2 Phân loại ứng dụng Thương mại điện tử 3.2.1 Số lượng người mua, bán, thực giao dịch Internet dự kiến tăng với tốc độ phi thường Việc ứng dụng MA vào thương mại điện tử cung cấp cách thức để tiến hành giao dịch B2B, B2C, C2C MA có loại ứng dụng ứng dụng thương mại điện tử, là: tác tử mua hàng (shopping agent), tác tử bán hàng (salesman agent), tác tử đấu giá (auction agent) [9] Một mô hình toán điện tử dựa Agent - The Secure Agent Fabrication, 3.2.2 Evolution & Roaming (SAFER) Nền tảng hệ thống giao dịch điện tử an toàn (Secure Electronic Transaction) tiền điện tử (E-Cash) [10] Hệ thống toán hóa đơn nhà hàng dựa Mobile Agent 3.2.3 Trong mô hình toán này, hai bên người mua người bán cần phải đăng ký off-line với dịch vụ toán trực tuyến (hoặc tổ chức tin cậy) với liệu thẻ tín dụng họ trao lại đối tượng đại diện (persona - đối tượng nhất), Vị đại diện hành xử liên kết định danh người dùng với khóa công khai thông tin thẻ tín dụng người dùng lưu trữ hệ thống TTP (Trusted Third Party – Bên thứ tin cậy) TTP hành xử bên trung gian việc cộng tác với ngân hàng chuyển tiền người mua ngân hàng thu tiền người bán để giải hóa đơn thẻ tín dụng 3.2.3.1 Giao thức toán sử dụng Mobile Agent Các bước tiến hành thực toán sau  Khi định mua hàng, khách hàng nhấn nút “Thanh toán” trang web, Aglet Service Center (ASC) gửi agent (Consumer Aglet) mang theo yêu cầu toán chứa đối tượng đại diện người bán số tiền trả di chuyển tới chỗ người bán  Tại chỗ người bán, agent người mua trao yêu cầu toán cho agent người bán (Merchant Agent) mang theo yêu cầu toán người mua với chữ ký chủ sở hữu đơn hàng di chuyển tới TTP  Tại TTP, agent người bán trao yêu cầu toán người mua chữ ký người bán đơn hàng cho TTP agent (TTP Aglet) Agent TTP xác minh chữ ký người mua yêu cầu toán chữ ký người bán đơn hàng Agent TPP xác minh thỏa thuận người mua người bán đơn hàng cho phép toán Sau agent TTP gửi trả lại biên lai cho agent người bán  Agent người bán trả lại phía người bán biên lai  Agent người bán chuyển cho agent người mua biên lai, lúc chờ chỗ người bán Agent người mua trả lại cho người mua biên lai toán 3.3 Sử dụng Aglet cài đặt ví dụ toán điện tử 3.3.1 Cài đặt demo 3.3.1.1 a Giao diện chương trình Màn hình đăng nhập Hình 3.11: Màn hình đăng nhập b Màn hình toán Hình 3.12: Màn hình toán 3.3.2 Kết luận Trong chương em giới thiệu thương mại điện tử toán điện tử, vấn đề đặt cho toán điện tử, mô hình toán trực tuyến Em giới thiệu ứng dụng mobile agent thương mại điện tử : agent mua hàng, bán hàng , đấu giá Ngoài em giới thiệu hai mô hình toán điện tử dựa agent là: The Secure Agent Fabrication, Evolution & Roaming (SAFER) hệ thống toán hóa đơn nhà hàng (Mobile Agent-Based Restaurant Order Payment System) Cuối giới thiệu chương trình thử nghiệm em xây dựng để minh họa hệ thống toán hóa đơn nhà hàng, chương trình xây dựng công cụ aglet 2.0.2 IBM ngôn ngữ lập trình java Kết luận hướng phát triển A Kết đạt Luận văn nghiên cứu mô hình mobile agent theo hướng ứng dụng vào toán điện tử thương mại điện tử Phần lý thuyết giới thiệu so sánh hệ thống Mobile Agent Aglets, Mole, Voyager, Zeus Luận văn trình bày vấn đề an toàn an ninh cho agent, đưa giải pháp chống lại công agent tới agent hay tới agent platform ngược lại Do luận văn sử dụng Aglet để cài đặt chương trình thử nghiệm nên phần lý thuyết aglet trình bày chi tiết hơn, cụ thể giới thiệu khái niệm cần thiết proxy, context, message, id aglet, phương thức dispatch, retract, sendMessage, để viết chương trình ứng dụng hệ thống mobile agent Ngoài phần lý thuyết giới thiệu kiến trúc bên hệ thống aglet, agletAPI giao thức truyền thông aglet – giao thức ATP Đây giao thức cần thiết cho aglet hoạt động di chuyển từ host sang host khác Phần lý thuyết thương mại điện tử toán điện tử, luận văn giới thiệu mô hình toán trực tuyến khả ứng dụng mobile agent thương mại điẹnt tử Bên cạnh luận văn giới thiệu hai mô hình ứng dụng mobile agent lĩnh vực toán điện tử, SAFER hệ thống toán hóa đơn nhà hàng Phần kết thực nghiệm, luận văn xây dựng phần cài đặt cho hệ thống toán hóa đơn nhà hàng Qua ứng dụng cài đặt này, luận văn nêu số ưu điểm mô hình mobile agent:  Khả gửi chương trình qua host khác để thực thi tiếp nhiệm vụ  Các agent trao đổi với cách truyền thông báo  Tìm kiếm thông tin nhiều host  Gửi nhiều agent tớ (slave) host khác thực song song công việc A Hướng phát triển Trên cớ sở lý thuyết tìm hiểu, hướng phát triển tiếp đề tài tập trung vào vấn đề đảm bảo an toàn cho agent di chuyển mạng, trang bị thêm cho agent nhiều kiến thức nữa, để “thông minh” hơn, định tuyến lại trình di chuyển dựa vào tương tác với agent khác hoạt động Ngoài phần cài đặt thử nghiệm sơ sài, sử dụng aglet để truyền thông báo trao đổi tin tới đối tượng liên quan Hướng phát triển tiếp bổ xung thêm hàm mã hóa, hàm kiểm tra để xác thực chữ ký số người mua, người bán Khi người dùng nhận biên lai, hệ thống đưa thông báo, hướng phát triển in hóa đơn biên lai cho người dùng References Tiếng Việt Đoàn Văn Ban, Quách Xuân Trưởng, Công nghệ đa tác tử di động ứng dụng để thương lượng thương mại điện tử, Viện Công nghệ thông tin – Viện KH&CN Việt Nam Trần Hạnh Nhi, Lê Đình Duy, Nguyễn Đông Hà, Thái Trí Hùng, Văn Trọng Nam, Huỳnh Tấn Năng, Nguyễn Huy Thẩm, Nguyễn Thái Huy, Phan Đình Thế Huân, Hồ Thị Mỹ Huyền, Lê Văn Triều (2004), Tổng quan Mobile Agent, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM Nguyễn Cửu Long (2006), Giáo trình thương mại điện tử, Sở Giáo dục Đào tạo, Hà Nội Tiếng Anh DANNY B.LANGE, MITSURU OSHIMA (1998), Programming and Deploying Java Mobile Agents with Aglets, Addison Wesley Longman MasterCard (1997) SET Secure Electronic Transaction specification (Book 1: Business Description) Purchase, NY: MasterCard Inc MEHDI KHOSROW-POUR (2006), Encyclopedia of E-Commerce, E-Government, and Mobile Commerce, Idea Group Reference, USA http://aglets.sourceforge.net/ Cambridge University Press (1996), Software Agents: An Overview, Ipswich, U.K Rahul Jha, Mobile agents for e-commerce, KR School of Information Technology Indian Institute of Technology, Bombay, India 10 Sheng-Uei Guan, Sin Lip Tan and Feng Hua, A Modularized Electronic Payment System for Agent-based E-commerce, Department of Electrical & Computer Engineering National University of Singapore 10 Kent Ridge Crescent, Singapore 11 Lange D (1997), Java Aglet Application Programming Interface IBM Tokyo Research Laboratory