[發(fā)明專利]一種識(shí)別成本加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵路由器的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210387241.0
• 申請(qǐng)日: 2022-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114826708A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊方;胡波;馬春來(lái);馬濤;張?jiān)品?/a>;沈培佳;許相莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/40
• 分類號(hào): H04L9/40
• 代理公司: 中國(guó)和平利用軍工技術(shù)協(xié)會(huì)專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

本發(fā)明提出一種識(shí)別成本加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵路由器的方法和系統(tǒng)。所述方法包括：步驟S1、計(jì)算加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)的介數(shù)中心性和路由器節(jié)點(diǎn)成本，以介數(shù)中心性為縱坐標(biāo)，以路由器節(jié)點(diǎn)成本為橫坐標(biāo)，在二維坐標(biāo)系中標(biāo)注各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)的位置；步驟S2、根據(jù)各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)的介數(shù)中心性和路由器節(jié)點(diǎn)成本的取值范圍，在二維坐標(biāo)系中的縱軸和橫軸上分別均勻地選取M和N個(gè)切分點(diǎn)，以切分出M×N個(gè)單元格；步驟S3、提取出包含任意路由器節(jié)點(diǎn)的K個(gè)單元格，按照順序相繼關(guān)閉K個(gè)單元格中的路由器節(jié)點(diǎn)，以計(jì)算加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)的連通率，基于連通率閾值從各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)中選取若干關(guān)鍵路由器節(jié)點(diǎn)；其中M、N、K均為正整數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種識(shí)別成本加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵路由器的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)是由各種路由器構(gòu)建的一種網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識(shí)別是分析網(wǎng)絡(luò)漏洞的一種重要方法，近年來(lái)引起了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域許多研究者的關(guān)注。由于Albert-László Barabási等人發(fā)現(xiàn)該種類型網(wǎng)絡(luò)具有魯棒且脆弱性，大多數(shù)現(xiàn)有的工作旨在設(shè)計(jì)有效的策略，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成最大限度的破壞。

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的識(shí)別，最經(jīng)典的策略是基于度的策略。先前的研究表明，無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)在受到蓄意攻擊時(shí)是極其脆弱的，即節(jié)點(diǎn)按度下降順序刪除。度僅僅考慮節(jié)點(diǎn)的局部性質(zhì)，引入了介數(shù)中心性作為一個(gè)新的準(zhǔn)則。現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案為引入等圖劃分的方法，這種方法的基本目的是將網(wǎng)絡(luò)分解成幾個(gè)相同大小的組件。現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案為基于智能優(yōu)化算法尋求近似全局的最優(yōu)解的方法。此外，不完善的信息戰(zhàn)略也得到了越來(lái)越多的關(guān)注，現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案為對(duì)信息不完善的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別優(yōu)化方法。現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案為利用部分節(jié)點(diǎn)的信息將鏈路預(yù)測(cè)引入到網(wǎng)絡(luò)解體問(wèn)題中，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)一步識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的方法。

然而，現(xiàn)有的上述方法并沒(méi)有考慮到路由器的成本差異以及自身能力。例如，域間路由受到防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)的保護(hù)使其難以滲透，網(wǎng)絡(luò)中不同路由器有著不同的移除成本，此種現(xiàn)象稱為成本異質(zhì)性。同時(shí)，攻擊者受自己能力所困，攻擊預(yù)算有限，攻擊預(yù)算是攻擊者可以提供的最大成本。因此結(jié)合自身能力以及每個(gè)節(jié)點(diǎn)的成本，針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)識(shí)別關(guān)鍵路由器具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題(如何有效實(shí)現(xiàn)對(duì)帶約束的加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵路由器識(shí)別的技術(shù)問(wèn)題)，本發(fā)明提出了一種識(shí)別成本加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵路由器的方案。

本發(fā)明第一方面公開(kāi)了一種識(shí)別成本加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵路由器的方法。所述方法包括：

步驟S1、計(jì)算加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)的介數(shù)中心性和路由器節(jié)點(diǎn)成本，以所述介數(shù)中心性為縱坐標(biāo)，以所述路由器節(jié)點(diǎn)成本為橫坐標(biāo)，在二維坐標(biāo)系中標(biāo)注所述各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)的位置；其中：

所述介數(shù)中心性表征所述路由器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)能力；

以成本優(yōu)化模型來(lái)計(jì)算所述路由器節(jié)點(diǎn)成本，所述成本優(yōu)化模型為隨機(jī)模型、度相關(guān)模型和正態(tài)分布模型中的一種；

所述加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)由信息交互網(wǎng)絡(luò)通過(guò)轉(zhuǎn)化得到；

步驟S2、根據(jù)所述各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)的所述介數(shù)中心性和所述路由器節(jié)點(diǎn)成本的取值范圍，在二維坐標(biāo)系中的縱軸和橫軸上分別均勻地選取M和N個(gè)切分點(diǎn)，以切分出M×N個(gè)單元格，使得所有路由器節(jié)點(diǎn)落在所述M×N個(gè)單元格內(nèi)；

步驟S3、提取出包含任意路由器節(jié)點(diǎn)的K個(gè)單元格，按照順序相繼關(guān)閉所述K個(gè)單元格中的路由器節(jié)點(diǎn)，以計(jì)算所述加權(quán)通信網(wǎng)絡(luò)的連通率，基于連通率閾值從所述各個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)中選取若干關(guān)鍵路由器節(jié)點(diǎn)；

其中M、N、K均為正整數(shù)。