[发明专利]一种基于置信传播的路由器所有权推断方法

权利要求书

1.一种基于置信传播的路由器所有权推断方法，其特征在于，包括：

步骤1：对收集到的traceroute数据中的所有路径进行预处理；

步骤2：根据预处理后的路径生成IP级网络拓扑，对所述IP级网络拓扑进行别名解析生成路由器级网络拓扑；

步骤3：利用IP-to-AS映射对所述IP级网络拓扑中的所有IP注释其所属的AS；

步骤4：选择具有属于目标AS的IP的路由器及其邻居路由器，根据路由器级网络拓扑生成子图作为目标网络拓扑；

步骤5：从所述目标网络拓扑中选取锚节点，所述锚节点是指可以确定属于目标AS的路由器节点；

步骤6：结合经验知识，对所述目标网络拓扑进行分类分析，提取共存特征以评估两个相连接的路由器共存情况及对应的可能性；其中，两个相连接的路由器共存情况分为：两个路由器都属于目标AS、两个路由器都不属于目标AS，以及其中一个属于目标AS；所述共存特征是指对路由器共存情况具有区分性的特征；

步骤7：为所述目标网络拓扑中的每个路由器节点分配一个表示其是否属于目标AS的随机变量，然后将每个路由器节点的随机变量作为马尔可夫随机场的节点，将路由器节点之间的连接关系表示为马尔可夫随机场的边，最终构建得到马尔可夫随机场图模型；

步骤8：将所述马尔可夫随机场图模型作为置信传播算法的输入，从锚节点出发推断所述马尔可夫随机场图模型中所有节点的边缘概率。

2.根据权利要求1所述的一种基于置信传播的路由器所有权推断方法，其特征在于，步骤1中，所述预处理包括：删除只有一个IP地址的路径和有IP循环的路径。

3.根据权利要求1所述的一种基于置信传播的路由器所有权推断方法，其特征在于，步骤5中，若一个路由器的所有接口的IP地址都属于同一ASX，并且其所有邻居路由器的接口也都属于ASX，则认为可以确定该路由器属于ASX，则可以选择该路由器作为锚节点。

4.根据权利要求1所述的一种基于置信传播的路由器所有权推断方法，其特征在于，步骤6具体包括：

步骤6.1：将路由器级连接(R_i,R_j)分为两类：

类型1：或包含除目标ASX之外的AS；

类型2：和都不包含除目标ASX之外的AS；其中，表示路由器R_i的接口所属AS的列表，表示路由器R_j的接口所属AS的列表；

步骤6.2：对属于类型1的路由器级连接(R_i,R_j)，提取ASN相似性特征作为共存特征；其中，对于路由器级连接(R_i,R_j)，计算F＝f(R_i)+f(R_j)作为R_i和R_j的ASN相似性特征，f(R_i)表示目标ASX在中所占的比例，f(R_j)表示目标ASX在中所占的比例；

步骤6.3：对于属于类型2的路由器级连接(R_i,R_j)，提取的共存特征包括邻居类型特征、向量距离特征和RTT特征；其中，邻居类型特征是指R_i和R_j的邻居中各自是否存在a类型路由器的情况；向量距离特征是指两个路由器对应的若干个IP连接的向量距离中的最大值；RTT特征是指两个路由器对应的若干个IP连接的RTT中的最大值；a类型路由器是指路由器的接口所属AS的列表中包含除目标ASX之外的AS。

5.根据权利要求4所述的一种基于置信传播的路由器所有权推断方法，其特征在于，采用公式(1)计算两个IP连接之间的向量距离：

其中，x_k和y_k分别表示IP_i和IP_j的第k个字节，n表示IP地址向量表示的总字节数。