[發明專利]一種異質傳感網惡意程序傳播建模方法

有效

• 申請號: 201811500674.2
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109617874B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 沈士根;劉建華;周海平;馮晟;胡珂立
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/24
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務所(普通合伙) 33285
• 代理人: 周正輝

本發明涉及一種異質傳感網惡意程序傳播建模方法，所述方法包括劃分異質傳感器節點狀態類別并確定各個狀態類別之間的轉換關系；構建異質傳感網惡意程序傳播的模型；計算構建的異質傳感網惡意程序傳播模型的各個狀態變化率為0的穩定點；根據異質傳感器節點在穩定點的新增變化率矩陣和狀態轉換率矩陣，計算基本再生數。本發明實現了異質傳感網惡意程序傳播的建模，反映了具有不同度的異質傳感器節點狀態動態變化過程，得到了代表惡意程序最終將滅絕或流行的穩定點，給出了用于判別異質傳感網惡意程序傳播穩定狀態的條件，為管理員抑制異質傳感網惡意程序傳播提供指導。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體是指一種異質傳感網惡意程序傳播建模方法。

背景技術

同質傳感網中要求所有傳感器節點具有相同能量、通信和計算能力，而異質傳感網中傳感器節點的計算資源可以不盡相同，因此，異質傳感網是傳感器節點組網的主要方式。相比較而言，異質傳感網在網絡生存期、網絡穩定性和網絡可靠度方面具有更好的性能，所以，智慧城市、智慧醫療、智慧農業、智慧工廠等領域的傳感網普遍使用異質傳感網。

然而，由于傳感器節點計算資源有限，不可能配置高強度的安全防御措施，使得惡意程序在異質傳感網中容易傳播，這已成為異質傳感網中的主要安全問題之一。惡意程序一旦在異質傳感網中廣泛傳播，它們將竊聽傳感器節點感知的數據，干擾正常的數據感知過程，甚至破壞傳感器節點，造成異質傳感網服務可用性和數據保密性無法保證。面對異質傳感網中的惡意程序傳播，如何構建惡意程序傳播模型并揭示惡意程序傳播規律是抑制異質傳感網惡意程序傳播首要解決的問題。

在現有技術中，國內外學者面對傳感網惡意程序傳播問題，提出了一些惡意程序傳播模型。例如，付帥，王長廣，馬建峰發表的無線傳感器網絡中惡意程序的傳播模型[J].計算機工程，2011，37(3):129–131針對同質傳感網，在考慮傳感器節點休眠與喚醒情況下提出了一種SIR/WS模型。王小明，李成博，李英姝發表的移動無線傳感網惡意數據包傳播隨機模型[J].電子與信息學報，2013，35(6):1290–1297針對移動傳感網提出了一種SID模型。胡金濤，宋玉蓉發表的基于旋轉有向天線的無線傳感器網絡惡意軟件傳播模型[J].計算機工程，2016，42(4):119–125面對同質傳感網，在考慮旋轉有向天線的基礎上提出了一種SEIRS模型。曹玉林，王小明，何早波發表的移動無線傳感網中惡意軟件傳播的最優安全策略[J].電子學報,2016,44(8):1851–1857針對移動傳感網，提出了一種SIRD模型。S.Eshghi,M.H.R.Khouzani,S.Sarkar,S.S.Venkatesh發表的Optimal patching inclustered malware epidemics[J].IEEE/ACM Transactions on Networking,2016,24(1):283–298根據一個傳感器節點與其他傳感器節點具有不同的接觸率進行分簇，從而反映異質特性，并提出了一種SIR模型。L.Yang,M.Draief,X.Yang發表的Heterogeneousvirus propagation in networks:a theoretical study[J].Mathematical Methods inthe Applied Sciences,2017,40(5):1396–1413根據網絡拓撲的異質性提出了一種SIRS模型。

這些方法存在如下不足：

(1)未反映異質特性，不適用于異質傳感網。例如，SIR/WS模型、SID模型、SEIRS模型、SIRD模型。

(2)不能反映異質傳感網中傳感器節點能量耗盡或者物理損壞時將失去所有功能的狀態。例如，SIR模型、SIRS模型。

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種異質傳感網惡意程序傳播建模方法，其中，一個異質傳感器節點的異質特性以該節點的度(即與其通信的節點數)來反映，這樣能更恰當地反映異質傳感網的實際通信情況。

發明內容