[發明專利]霧計算架構下面向惡意程序擴散的物聯網可用度評估方法

有效

• 申請號: 202011088039.5
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112187823B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 沈士根;葉曉彤;劉建華;周海平;馮晟;方朝曦;余冬華;孫文飛
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L67/12;H04L41/12;H04L41/14;G06F21/56;G06F17/18
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙) 42233
• 代理人: 胡星馳

1.霧計算架構下面向惡意程序擴散的物聯網可用度評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)部署在霧計算節點上的中間件獲取待評估的物聯網拓撲結構、以及受惡意程序擴散影響的物聯網節點狀態轉換圖；

所述物聯網由相互連接的節點組成，所述節點包括物聯網節點和匯聚節點；

所述物聯網拓撲結構包括節點、節點間的連接關系、物聯網節點到匯聚節點SN的路由、以及物聯網節點到匯聚節點SN的每一條路由所經過的物聯網節點；

所述物聯網節點狀態轉換圖包括物聯網節點狀態、物聯網節點狀態間轉換關系和物聯網節點狀態間轉換概率；

(2)根據步驟(1)中獲取的物聯網拓撲結構和受惡意程序擴散影響的物聯網節點狀態轉換圖，模擬惡意程序在物聯網中擴散使得物聯網節點狀態發生轉換的過程，建立物聯網節點i在t時刻狀態轉換的馬爾可夫矩陣M_i(t)，計算馬爾可夫矩陣M_i(t)的穩定點得到物聯網節點i的可用度

所述物聯網節點i的可用度是指物聯網節點i的可用概率；

(3)根據步驟(2)獲得的物聯網節點i的可用度和步驟(1)獲取的物聯網拓撲結構中的物聯網節點到匯聚節點SN的每一條路由所經過的物聯網節點，計算每一條路由下物聯網節點i到匯聚節點SN的可用度再結合步驟(1)獲取的物聯網拓撲結構中的物聯網節點到匯聚節點SN的路由，計算得到整個物聯網的可用度

所述每一條路由下物聯網節點i到匯聚節點SN的可用度是指物聯網節點i到匯聚節點SN的每一條路由上所經過的物聯網節點都可用的概率；

所述整個物聯網的可用度是指物聯網節點i到匯聚節點SN的所有路由中任意一條路由上所經過的物聯網節點都可用的概率；

(4)根據步驟(3)獲得的整個物聯網的可用度按照可用度越高物聯網可用的可能性越大的原則，判斷待評估的物聯網是否可用；當判斷可用度大于預設門限時，說明待評估的物聯網處于可用狀態，否則物聯網存在安全隱患，需要針對惡意程序實施相應安全措施。

2.如權利要求1所述的霧計算架構下面向惡意程序擴散的物聯網可用度評估方法，其特征在于，步驟(1)中所述物聯網節點狀態包括易感狀態S、潛伏狀態E、感染狀態I、免疫狀態R、死亡狀態D。

3.如權利要求2所述的霧計算架構下面向惡意程序擴散的物聯網可用度評估方法，其特征在于，步驟(1)中物聯網節點狀態間轉換關系為所述易感狀態可以轉換為潛伏狀態、免疫狀態、或死亡狀態；所述潛伏狀態可以轉換為免疫狀態、感染狀態、或死亡狀態；所述感染狀態可以轉換為免疫狀態、或死亡狀態；所述免疫狀態可以轉換為易感狀態、潛伏狀態、或死亡狀態；所述死亡狀態可以轉換為免疫狀態；所述每個狀態還可以保留在原狀態。

4.如權利要求2所述的霧計算架構下面向惡意程序擴散的物聯網可用度評估方法，其特征在于，步驟(1)中所述物聯網節點狀態間轉換概率表示物聯網節點i在t時刻由狀態x轉換到狀態y的概率，x,y∈{S,E,I,R,D}具體為：

(a)物聯網節點i在t時刻由易感狀態S轉換為各個狀態的概率為：

其中

α表示惡意程序攻擊物聯網節點的概率，k表示與物聯網節點i相鄰的物聯網節點數；表示與物聯網節點i相鄰的物聯網節點j在t-1時刻處于感染狀態I的概率；β表示惡意程序入侵物聯網被檢測的檢測率；表示物聯網節點在非惡意程序攻擊下自身能量耗盡而死亡的概率；

(b)物聯網節點i在t時刻由潛伏狀態E轉換為各個狀態的概率為：

其中μ表示物聯網節點由潛伏狀態轉換為感染狀態的概率；

(c)物聯網節點i在t時刻由感染狀態I轉換為各個狀態的概率為：

其中ω表示物聯網節點被惡意程序攻擊能量耗盡而死亡的概率；

(d)物聯網節點i在t時刻由免疫狀態R轉換為各個狀態的概率為：

其中ζ表示物聯網節點由免疫狀態轉換到易感狀態的概率；γ表示惡意程序入侵物聯網被檢測的錯報率；

(e)物聯網節點i在t時刻由死亡狀態D轉換為各個狀態的概率為：

其中η表示物聯網管理員向物聯網清除死亡的物聯網節點并更換為新的健康物聯網節點的概率。