[发明专利]一种异质传感网恶意程序传播建模方法

说明书

本发明涉及一种异质传感网恶意程序传播建模方法，所述方法包括划分异质传感器节点状态类别并确定各个状态类别之间的转换关系；构建异质传感网恶意程序传播的模型；计算构建的异质传感网恶意程序传播模型的各个状态变化率为0的稳定点；根据异质传感器节点在稳定点的新增变化率矩阵和状态转换率矩阵，计算基本再生数。本发明实现了异质传感网恶意程序传播的建模，反映了具有不同度的异质传感器节点状态动态变化过程，得到了代表恶意程序最终将灭绝或流行的稳定点，给出了用于判别异质传感网恶意程序传播稳定状态的条件，为管理员抑制异质传感网恶意程序传播提供指导。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是指一种异质传感网恶意程序传播建模方法。

背景技术

同质传感网中要求所有传感器节点具有相同能量、通信和计算能力，而异质传感网中传感器节点的计算资源可以不尽相同，因此，异质传感网是传感器节点组网的主要方式。相比较而言，异质传感网在网络生存期、网络稳定性和网络可靠度方面具有更好的性能，所以，智慧城市、智慧医疗、智慧农业、智慧工厂等领域的传感网普遍使用异质传感网。

然而，由于传感器节点计算资源有限，不可能配置高强度的安全防御措施，使得恶意程序在异质传感网中容易传播，这已成为异质传感网中的主要安全问题之一。恶意程序一旦在异质传感网中广泛传播，它们将窃听传感器节点感知的数据，干扰正常的数据感知过程，甚至破坏传感器节点，造成异质传感网服务可用性和数据保密性无法保证。面对异质传感网中的恶意程序传播，如何构建恶意程序传播模型并揭示恶意程序传播规律是抑制异质传感网恶意程序传播首要解决的问题。

在现有技术中，国内外学者面对传感网恶意程序传播问题，提出了一些恶意程序传播模型。例如，付帅，王长广，马建峰发表的无线传感器网络中恶意程序的传播模型[J].计算机工程，2011，37(3):129–131针对同质传感网，在考虑传感器节点休眠与唤醒情况下提出了一种SIR/WS模型。王小明，李成博，李英姝发表的移动无线传感网恶意数据包传播随机模型[J].电子与信息学报，2013，35(6):1290–1297针对移动传感网提出了一种SID模型。胡金涛，宋玉蓉发表的基于旋转有向天线的无线传感器网络恶意软件传播模型[J].计算机工程，2016，42(4):119–125面对同质传感网，在考虑旋转有向天线的基础上提出了一种SEIRS模型。曹玉林，王小明，何早波发表的移动无线传感网中恶意软件传播的最优安全策略[J].电子学报,2016,44(8):1851–1857针对移动传感网，提出了一种SIRD模型。S.Eshghi,M.H.R.Khouzani,S.Sarkar,S.S.Venkatesh发表的Optimal patching inclustered malware epidemics[J].IEEE/ACM Transactions on Networking,2016,24(1):283–298根据一个传感器节点与其他传感器节点具有不同的接触率进行分簇，从而反映异质特性，并提出了一种SIR模型。L.Yang,M.Draief,X.Yang发表的Heterogeneousvirus propagation in networks:a theoretical study[J].Mathematical Methods inthe Applied Sciences,2017,40(5):1396–1413根据网络拓扑的异质性提出了一种SIRS模型。

这些方法存在如下不足：

(1)未反映异质特性，不适用于异质传感网。例如，SIR/WS模型、SID模型、SEIRS模型、SIRD模型。

(2)不能反映异质传感网中传感器节点能量耗尽或者物理损坏时将失去所有功能的状态。例如，SIR模型、SIRS模型。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种异质传感网恶意程序传播建模方法，其中，一个异质传感器节点的异质特性以该节点的度(即与其通信的节点数)来反映，这样能更恰当地反映异质传感网的实际通信情况。

发明内容