[發明專利]一種基于人工免疫的疫苗接種與疫苗數據融合方法

有效

• 申請號: 202110576244.4
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113222048B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 蔣亞平;張云翼;張安康;蔣居政;黎星;倪子浩
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: G06F18/25
• 分類號: G06F18/25;G06F16/22;G06F16/23;G06F21/60
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 柏瓊瓊

1.一種基于人工免疫的疫苗接種與疫苗數據融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集疫苗細胞數據；

所述疫苗細胞數據的表示形式為：

Vd＝d，Pt，Nm，Dt；

其中，所述d為疫苗細胞的抗體數據；所述Pt為疫苗細胞的年齡，初始值Pt＝0；所述Nm為抗體d識別的抗原數量；所述Dt為疫苗細胞防御的入侵類型；

(2)安全加密并認證所述疫苗細胞；

設計VCSTP，通過加密算法和認證機制保障所述疫苗數據的安全性；

所述VCSTP操作如下：

其中，所述Vd為疫苗數據，所述M為加密數據，所述GsK為常規加密方案中使用的會話密鑰，所述PrpK為公鑰加密方案中用戶A的私鑰，所述PupK為公鑰加密方案中用戶A的公鑰，所述Hf為散列函數，所述為連接，所述Zi為用ZIP算法進行壓縮，所述R64為轉換成Base64的ASC II格式，所述Zi^-1為解壓縮，所述ItR64^-1為ItR64逆轉換，所述為比較，所述E_PrpK為使用私鑰解密，所述E_PupK為使用公鑰解密，所述E_GsK為使用會話密鑰解密；

(3)封裝并傳輸所述疫苗數據；

所述疫苗細胞的數據包報文格式如下：

其中，總長度為傳輸數據包的總長度，用于接種地址對疫苗細胞的提取；校驗和用于接種節點對M的準確獲取，保證疫苗細胞數據報文無差錯；生存時間TTL是根據疫苗細胞轉發地址表中的距離確定；源地址是疫苗細胞的生產地址；接種網絡號是疫苗細胞接種地址的網絡號，根據疫苗細胞轉發地址表的接種網絡號確定；

(4)所述疫苗數據的接種與耐受；

所述疫苗數據傳輸到接種節點，通過VCSTP對其進行解密并認證，讀取疫苗數據；利用Match匹配函數對疫苗細胞進行耐受處理，刪除對接種節點自體細胞self.Normal_cell產生免疫識別的疫苗；

具體過程如下：

其中，V(t)為t時刻節點接種的疫苗細胞集合；V_tolerance(t)為t時刻經過耐受處理的疫苗細胞集合；α為疫苗細胞的耐受期且α＞0；Vd_i＝d_i，0，Nm_i，Dt_i為t時刻節點從網絡中接種的疫苗細胞；V′(t)為V(t-1)對self.Normal_cell(t-1)中的細胞具有免疫識別能力的疫苗細胞集合，V′(t)中的疫苗細胞滿足Match(Vd.d，y_i)＝1；y_i為self.Normal_cell(t)中任意自體細胞0＜i≤n，n＞0且為任意常數；V(t)、V_tolerance(t)和V′(t)滿足的關系是：V(t)＝V_tolerance(t)∪V′(t)；

(5)所述接種疫苗細胞之間的數據融合；

根據V_tolerance(t)中疫苗細胞的d數據位和Nm數據位對V_tolerance(t)進行疫苗數據融合處理；

具體過程如下：

其中，所述V_cd(t)是t時刻經過接種疫苗細胞融合過程處理的疫苗細胞集合；V_cd(t)中疫苗細胞滿足Match(Vd_c.d，Vd_d.d)＝0，其中Vd_c，Vd_d∈V_cd(t)；所述V′_tolerance(t)是V_tolerance(t-1)中具有相同防御功能的疫苗細胞集合；所述Vd_q，Vd_s表示V_tolerance(t-1)中任意兩個疫苗細胞；所述V_cd(t)、V_tolerance(t)和V′_tolerance(t)滿足的關系是：V_tolerance(t)＝V′_tolerance(t)∪V_cd(t)；

(6)所述疫苗細胞數據庫的動態演化；

根據V_cd(t)中疫苗細胞的d數據位和Nm數據位對接種節點的疫苗細胞庫的細胞self.Vs進行疫苗細胞更新；

過程如下：

其中，所述self.Vs_cd(t)是t時刻經更新過程處理的疫苗細胞集合；所述V′_cd(t)是V_cd(t-1)與self.Vs(t-1)中具有相同防御能力的疫苗細胞集合；所述y_l屬于self.Vs(t)，是任意自體疫苗細胞；所述self.Vs_cd(t)、self.Vs(t)、V_cd(t)和V′_cd(t)滿足的關系是：self.Vs_cd(t)＝self.Vs(t)∪V_cd(t)-V′_cd(t)；

(7)形成疫苗細胞二維鏈表；

根據self.Vs_cd(t)中疫苗細胞的Dt數據位和d數據位進行疫苗融合形成疫苗細胞二維鏈表TDLLoV，并存儲在所述疫苗細胞數據庫中的二維鏈表模塊；

其過程如下：

其中，所述self.Vs_dDt(t)是t時刻節點疫苗細胞庫；δ為獨立的疫苗細胞的數量；ρ為疫苗二維鏈表的數量；Y.d為將具有關系的疫苗細胞的抗體相互鏈接的結果；Y.Pt與Y.Nm均初始化為0；Y.Dt為將疫苗細胞的類型鏈接后的結果；ω為Y上疫苗細胞數；

(8)識別入侵行為；

所述疫苗細胞庫self.Vs_dDt(t)中的所述疫苗細胞發現任意入侵行為之后，及時對入侵行為進行免疫識別；

過程如下：

其中，y為參與入侵防御的單個疫苗細胞；Y為參與入侵防御的疫苗細胞二維鏈表；in為入侵行為；Pt_ξ為Y上疫苗細胞ξ的年齡；Nm_ξ為Y上疫苗細胞ξ的抗原數量；d_ξ為Y上疫苗細胞ξ的抗體數據；Dt_ξ為Y上疫苗細胞ξ防御的入侵類型。