[發明專利]一種基于任務執行軌跡模型的感知節點異常檢測方法

有效

• 申請號: 201810548226.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108920356B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 馬峻巖;張穎;王瑾;李易;張特
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;H04L12/24
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 周春霞

本發明提供一種基于任務執行軌跡模型的感知節點異常檢測方法，對任務執行軌跡進行分析建立任務執行模型，并采用一分類支持向量機分類模型對異常執行的任務執行軌跡模型進行異常區間檢測實現了快速定位異常區間以及異常發生時刻；確定異常范圍后進一步利用假設檢驗對應用程序中執行的所有任務進行顯著性檢驗，對比分析正常執行與異常執行任務執行情況的差異確定可能的異常執行任務；通過檢測結果對OCSVM分類模型的性能評估可以確定該模型具有較高的準確率和低誤檢率。

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡技術領域，特別涉及一種基于任務執行軌跡模型的感知節點異常檢測方法。

背景技術

近年來，無線傳感器網絡的應用越來越廣泛，使得其網絡結構越來越復雜、功能越來越完善、自動化程度也越來越高，促進了智能交通系統的快速發展。然而，由于交通系統本身是一個信息量大，動態性強的復雜巨系統，使得無線傳感器網絡在應用中受到各種無法避免的因素影響且應用環境復雜惡劣，導致無線傳感網絡在運行過程中可能出現環境干擾、硬件失效和軟件失效等問題。這些問題不僅會影響網絡性能，同時也會導致節點出現不可預知的異常，造成嚴重損失甚至網絡癱瘓。同時，無線傳感器網絡功能上的完備及網絡結構越來越復雜對無線傳感器網絡故障檢測提出了更高的要求。

傳感器網絡故障大致可以分為三類：應用故障、網絡故障和節點故障[4]。應用故障可能的表現方式有感知數據缺失、檢測延時較長和生命周期過短等；而鏈路失效、數據包丟失、網絡擁塞、路由環路和網絡斷裂則屬于網絡故障范疇；節點故障包括重啟、損毀、硬件故障、無響應、能量過早耗盡、傳感器讀數故障和錯誤軟件行為。準確有效的故障診斷方法能夠及時對各種異常狀態做出診斷、預防和修復，提高傳感器網絡運行的可靠性、安全性和有效性，保障傳感器網絡的功能完備和長期有效運行。

異常定義為一種與期望的正常行為不符的模式。因此，對于異常行為，一種最直接有效的檢測方法是定義一個表示正常行為的范圍或相關特征，則觀測數據中不屬于正常范圍或不具備正常情況下的相關特征的數據便可以確定為異常數據。然而，無線傳感器網絡異常檢測的實現的困難之處并不是判斷數據是否屬于正常范圍以及數據是否具備正常數據的相關特征，最為重要且難以實現的是確定正常范圍和獲得正常情況下的相關特征。異常檢測領域學者在確定正常行為模式方面需要克服諸多挑戰，主要包括：

(1)難以定義一個包含所有可能的正常行為的范圍。

(2)一些來自惡意攻擊者的異常借助正常模式的表現形式而使得對其的識別變得困難。

(3)信息技術及無線電技術等先進技術的發展使得無線傳感器也逐漸被應用到新的領域，而現有的異常定義并不適合新的應用領域的異常檢測。

(4)不能用一個確定的異常定義去界定不同的應用領域中的異常。

(5)難以獲得準確、具有代表性的訓練數據集和驗證數據集。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于，提供一種基于任務執行軌跡模型的感知節點異常檢測方法，該方法能夠準確獲取感知節點中的源代碼中的異常任務。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于任務執行軌跡模型的感知節點異常檢測方法，該方法用于獲取感知節點中的源代碼中的異常任務，包括以下步驟：

步驟1，分別提取異常的源代碼和正常的源代碼中運行的任務的任務執行記錄，分別記為異常任務執行記錄和正常任務執行記錄；任務執行記錄包括時間戳信息和任務I D；

步驟2：分別基于異常任務執行記錄和正常任務執行記錄，利用執行任務軌跡構建方法，構建異常任務執行軌跡模型和正常任務執行軌跡模型；

步驟3：利用正常任務執行軌跡模型通過特征提取的方法訓練得到OCSVM分類模型；