[發明專利]一種針對霧計算物聯網物理層安全的混合資源配置方法

有效

• 申請號: 202110028618.9
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112787811B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張世鉑;高洪元;蘇雨萌;孫賀麟;馬靜雅;劉亞鵬;張禹澤;郭瑞晨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/40;H04L41/0803
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種針對霧計算物聯網物理層安全的混合資源配置方法，包括：建立安全霧計算物聯網系統模型；初始化量子星系群及參數；根據設計的量子星系群演進規則，對所有量子星系進行演進；對更新后量子星系的量子態進行測量，得到所有更新后量子星系的測量態，計算測量態的適應度，根據適應度值的大小更新所有量子星系的測量態和量子星系群的全局最優測量態；判斷是否達到終止條件。如果當前演進的代數小于設定的最大迭代次數，則令i＝i+1，返回步驟三；否則終止演化，輸出量子星系群的全局最優測量態，由此可得到相應的混合資源配置方案。本發明極大地提升整個物聯網系統的上行保密容量，減少網絡數據泄露，防止物聯網用戶被惡意竊聽器竊聽有用信息。

技術領域

本發明涉及一種針對霧計算物聯網物理層安全的混合資源配置方法，屬于物聯網信息安全領域。

背景技術

隨著無線通信與網絡信息交互需求的迅速提升，信息產業正以前所未有的方式推動社會發展，物聯網作為其中的關鍵技術受到了廣泛的關注。相比于傳統網絡，物聯網中各種網絡互相共存，與網絡連接的事物不再局限于設備或物體，也可以是信息、人的行為等。物聯網通過射頻識別技術、智能感知技術和多種嵌入式設備，根據相應的互聯網協議，可以為智能設備在現代通信場景中提供更多的信息交換機會，共享實時信息和協調決策，將網絡從傳統向智能轉變。然而，隨著物聯網設備數目的急劇增長，傳統的數據任務上載到云端處理的模式會產生時延長、數據傳輸費用較高等問題。

為解決上述問題，Chiang等于2014年首次提出霧計算這一概念，通過將霧計算有機地應用到物聯網系統，能夠為網絡整體提供更多的存儲資源、計算資源并提高整個網絡的頻譜效率。然而由于無線傳輸的廣播性質，分布式霧節點在基于霧計算的物聯網通信系統中可能會受到惡意竊聽者的攻擊。針對這一情況，現有研究從高層角度針對霧計算物聯網的信息安全方面作了一定的研究，如Di Wu等在《IEEE Internet of Things Journal》(2020,Vol.7,No.7,pp.6603-6609)上發表的“A Cooperative Computing Strategy forBlockchain-Secured Fog Computing”提出了一種基于區塊鏈結構的高層霧計算安全策略；Junbin Liang等在《IEEE Internet of Things Journal》(2020,Vol.7,No.6,pp.5481-5490)上發表的“A Reliable Trust Computing Mechanism Based on MultisourceFeedback and Fog Computing in Social Sensor Cloud”對物聯網霧計算系統提出一種多資源反饋信賴機制，以此提升霧計算系統的安全性。但上述提出的高層霧計算安全策略實施過程相對復雜，且針對不同的網絡結構需要重新設計特定的協議與機制。相比于高層安全，物理層安全也是保護霧計算系統信息傳輸隱私的一個重要方面，然而，現有關于霧計算物聯網的物理層安全方面的研究極少且未能針對混合安全資源配置問題作出討論。

發明內容

本發明設計了一種針對霧計算物聯網物理層安全的混合資源配置方法，目的是為了改善現有霧計算物聯網的物理層安全性能并提升系統上行保密容量，該方法通過利用所設計的量子星系搜索(Quantum Galaxy-based Search,QGS)這一機制，在滿足物聯網用戶時延需求的前提下，對物聯網中的混合資源進行配置，可以極大地提升整個物聯網系統的上行保密容量，減少網絡數據泄露，防止物聯網用戶被惡意竊聽器竊聽有用信息。

本發明的目的是這樣實現的：步驟如下：

步驟一：建立安全霧計算物聯網系統模型；

步驟二：初始化量子星系群及參數；

步驟三：根據設計的量子星系群演進規則，對所有量子星系進行演進；

步驟四：對更新后量子星系的量子態進行測量，得到所有更新后量子星系的測量態，計算測量態的適應度，根據適應度值的大小更新所有量子星系的測量態和量子星系群的全局最優測量態