[發明專利]一種基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法

在審

• 申請號: 202110964986.4
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113630482A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 王占豐;毛安;溫勝昔;陳瀟霆;毛傳奇;朱賽博;唐家偉
• 申請（專利權）人: 南京萊克貝爾信息技術有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;G06K9/62;G06N7/00
• 代理公司: 江蘇長德知識產權代理有限公司 32478
• 代理人: 劉傳玉

1.一種基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法，其特征在于：包括：

步驟1：從公共數據集中獲得活躍IPv6地址數據集，通過部署主動和被動探針的方法收集IPv6的活躍地址；

步驟2：IPv6地址的穩定端和不穩定端長度及其位置劃分，通過隱半馬爾可夫分析和分段分割過程實現IPv6地址結構穩定段和不穩定段的分析；

步驟3：地址分類，引入無監督的AP(Affinity Propagation)聚類算法進行地址分類，將每個地址看做網絡中的一個節點，然后通過計算和更新網絡各個節點的吸引度和歸屬度更新節點間的距離，最后收斂為若干個中心，即為地址分類的數目；

步驟4：探測目標地址集生成，根據上述步驟的地址結構分布，優先對不穩定分段的地址分配密度較高的地址范圍作為探測目標地址集，通過漢明距離來計算地址范圍內的地址分布密度可以挖掘IPv6地址的分配規律，將獲得的新IPv6地址加入到原始地址集中，更新分布密度，重復過程，直至完成整個探測過程。

2.如權利要求1所述的基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法，其特征在于：所述步驟1中，從公共數據集中獲得活躍IPv6地址數據集，表示為；

D←Combine(AC，PA) (1)

其中，D表示IPv6地址數據集合，AC表示主動探針獲得的活躍地址，PA表示被動探針獲得的活躍地址。

3.如權利要求1所述的基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法，其特征在于：所述步驟2中，IPv6地址的穩定端和不穩定端長度及其位置劃分，通過隱半馬爾可夫分析和分段分割過程實現IPv6地址結構穩定段和不穩定段的分析；

首先在參數估計中采用最大似然估計方法，對狀態轉移概率、輸出概率以及分段長度進行估計，同時將分段劃分為固定位置的分段和位置變化的分段，模型表示為；

λ＝(A,B,P,π)

其中，A表示狀態之間的轉移概率，B表示隱含狀態的輸出概率，P表示狀態持續分布，π表示初始概率；

IPv6地址由一系列分段構成，用m＝{f₁,f₂,…,f_N}來表示，每個分段f_n對應為一個狀態i_n，其持續長度為d_n，a_in,in+1表示從狀態i_n到狀態i_n+1的轉移概率。

4.如權利要求1所述的基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法，其特征在于：所述步驟3中，引入無監督的AP(Affinity Propagation)聚類算法進行地址分類，將每個地址看做網絡中的一個節點，然后通過計算和更新網絡各個節點的吸引度和歸屬度更新節點間的距離，后收斂為若干個中心，即為地址分類的數目，在相同類別的地址中，再根據地址內容的變化對穩定分段和不穩定分段進行劃分，完成整個地址結構的分析；

表示為；

D＝{IP^C₁,IP^C₂,…,IP^C_n} (3) 。

5.如權利要求1所述的基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法，其特征在于：所述步驟4中，探測目標地址集生成，要基于上一節中得到的地址結構分布，優先對不穩定分段的地址范圍進行探測，同時結果不穩定分段中地址分布密度來優先選擇密度較高的地址范圍作為探測目標地址集，這里的探測目標地址集為不在原始IPv6地址集中，但是屬于該地址范圍內的地址，采用這種探測目標地址集生成方法的原因在于IPv6地址在分配過程中會以地址塊的方式來進行，通過漢明距離來計算地址范圍內的地址分布密度可以挖掘IPv6地址的分配規律，從而提高探測結果的命中率。

6.如權利要求1所述的基于隱半馬爾可夫的IPv6快速探測方法，其特征在于：對目標地址集完成探測之后，將獲得的新IPv6地址加入到原始地址集中，然后對各個地址范圍內的分布密度進行更新，并重復上一步過程，選擇更新后地址分布密度最大的地址范圍進行探測，直至完成整個探測過程。