專利名稱：無線傳感網(wǎng)絡的惡意軟件傳播的優(yōu)化防御策略的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無線傳感網(wǎng)絡的惡意軟件傳播的優(yōu)化防御策略。
背景技術：
隨著通信技術、嵌入式計算技術和傳感器技術的飛速發(fā)展和日益成熟，無線網(wǎng)絡應運而生。由于其廣闊應用前景，無線網(wǎng)絡已經(jīng)成為21世紀的一個新興研究領域；特別是隨著網(wǎng)絡安全在通信信息領域中逐漸成為研究人員的熱點課題，無線網(wǎng)絡中的安全性難題也在近三年被得到重視。研究發(fā)現(xiàn)由于無線通信的通信范圍、節(jié)點能量有限、拓撲結構動態(tài)變化等特殊構成因素，該類網(wǎng)絡非常容易受到各種攻擊，其中網(wǎng)絡蠕蟲、僵尸程序、后門木馬對無線網(wǎng)絡的正常運行都會產(chǎn)生非常大的破壞作用。攻擊者可以利用各種工具針對無線網(wǎng)絡進行私密性攻擊、流量分析、節(jié)點入侵等。2009年，Tanachaiwiwat開始研究在無線網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡蠕蟲傳播行為，并且對蠕蟲在無線網(wǎng)絡環(huán)境下的防御策略進行了一定的闡述。近年來一些研究論文也涉及到了網(wǎng)絡和蠕蟲的參數(shù)優(yōu)化進行動態(tài)控制，例如2003年C. Zou通過有線網(wǎng)絡中節(jié)點的可疑流量分析提出了蠕蟲動態(tài)抑制方法；2007年Karyotis提出了通過調節(jié)無線網(wǎng)絡中攻擊節(jié)點的電池能量來控制感染節(jié)點的發(fā)送能力，從而達到抑制無線網(wǎng)絡惡意軟件傳播的效果。但是上述大多數(shù)研究都沒有從攻擊與防御兩個方面對無線網(wǎng)絡中惡意軟件的優(yōu)化策略進行探討，也沒有提及相關的優(yōu)化模型工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決困擾當前無線網(wǎng)絡環(huán)境下惡意軟件傳播模型和防御優(yōu)化研究的不足之處。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是分別從無線網(wǎng)絡拓撲特征及無線信道監(jiān)聽，沖突解決機制、基于元胞自動機的惡意軟件傳播模型、無線網(wǎng)惡意軟件防御優(yōu)化策略、無線網(wǎng)惡意軟件防御優(yōu)化模型四個角度優(yōu)化防御策略。本發(fā)明具有的積極效果(1)基于元胞自動機的惡意軟件傳播模型能夠準確地定量描述惡意程序在復雜無線網(wǎng)絡環(huán)境中的傳播行為，與野外實際惡意程序傳播效果相比精準度達90 %。(2)防御優(yōu)化模型能夠高效地抑制惡意軟件的快速傳播行為，可以在惡意程序爆發(fā)早期最優(yōu)化地提升防御效果，使得惡意程序在爆發(fā)期間傳播速率降低40%。
具體實施例方式(實施例1)在研究基于無線網(wǎng)絡的惡意軟件傳播模型之前必須清楚無線網(wǎng)絡的通信模型及信道的沖突解決訪問機制。我們可以假設N個節(jié)點隨機均勻分布在面積為LXL的二維網(wǎng)格區(qū)域，節(jié)點利用近距離無線傳輸技術進行通信。假設系統(tǒng)無線信道為加性高斯白噪聲信道，具有冪次為k的路徑功率損失，設備j接收到的來自發(fā)送節(jié)點i的發(fā)送信號強度隨i到 j的距離增加而衰減，即Pij = Pi/(G0dkij)(1)式中，GO為信道衰減因子，Pij為接收功率，Pi為發(fā)射功率，dij是節(jié)點i到節(jié)點 j的歐氏空間距離。若有下列條件成立Pij/v = Pi/(G0dkij)/v 彡 β th(2)節(jié)點i的數(shù)據(jù)能被節(jié)點j正確接收，則認為i與j能建立一個通信連接。其中， β th是衰減臨界值，ν是節(jié)點j處的噪聲電平。式(2)可以變換為節(jié)點i的最大傳輸距離Rc = (Ρ /(β thG0v))1/k(3)為簡化起見，假設每個節(jié)點裝備全向天線，所有設備的發(fā)射功率強度都是一樣的， 因而具有相同的最大傳輸半徑Re。每個節(jié)點以該節(jié)點為圓心，與以Rc為半徑的圓內(nèi)的節(jié)點建立通信鏈路。以此方式構建出無線網(wǎng)絡通信網(wǎng)絡模型。由于共享無線信道，惡意軟件在無線網(wǎng)絡上傳播必然面臨信道碰撞問題。MAC協(xié)議是通過定義一組規(guī)則使沖突域中的節(jié)點以分布式方式協(xié)調它們的傳輸從而避免碰撞。在我們將要研究的傳播模型中，可以設計一張MAC表用來解決碰撞問題。MAC表是二維布爾表， 網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點對應這個MAC表中的一個表項。如果一個節(jié)點正在傳輸包(該節(jié)點在 MAC表中相應表項為0)，則與其位于同一沖突域的鄰域節(jié)點在MAC表中的相應表項均被置為“1”表示阻塞狀態(tài)，意味著與此同時鄰域節(jié)點不能傳輸包。每個節(jié)點在準備傳輸數(shù)據(jù)之前檢查其在MAC表中的狀態(tài)，信道空閑(MAC表相應項為“0”)則傳輸，否則等待。數(shù)據(jù)傳輸完畢，解除其鄰域節(jié)點的阻塞狀態(tài)，置鄰域節(jié)點MAC表項為“0”。節(jié)點進入下一輪信道競爭。(實施例2)一個2D元胞自動機是一個離散的動力學系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，IXr個獨立的被稱為元胞的對象以一種獨特的方式排列在二維元胞空間中。每一個元胞被賦予一個狀態(tài)(來自一個有限狀態(tài)集Q)，且該狀態(tài)根據(jù)一定的轉換規(guī)則隨時間而變化。元胞在時間t的狀態(tài)依賴于一組元胞在t-Ι時刻的狀態(tài)，這組元胞稱之為該元胞的鄰居。更確切地，CA可用一個四元組(C，Q，V，f)定義，即CA = (C，Q，V，f)，C表示元胞空間，Q表示有限狀態(tài)集，V表示節(jié)點的鄰域，f代表狀態(tài)轉換規(guī)則函數(shù)。使用CA建立傳播模型，事實上就是要定義不同特征條件下(包括惡意軟件攻擊特性、傳播環(huán)境等)元胞空間、元胞狀態(tài)、元胞鄰居和狀態(tài)轉換規(guī)則集等模型要素，從而建立惡意軟件傳播的動態(tài)演化模型。元胞空間正如上節(jié)建立的無線網(wǎng)絡通信模型，N個靜態(tài)獨立的傳感節(jié)點以隨機的方式布撒在一個包含LXL個格子，單元的規(guī)則的2D格網(wǎng)中，該格網(wǎng)即代表一個2D的元胞空間。為簡化分析，假設一個網(wǎng)格單元至多包含一個傳感節(jié)點。這個平面即構成元胞空間，一個節(jié)點就是元胞空間中的一個元胞。任何節(jié)點在空間中的位置可以用該2D網(wǎng)格中的水平坐標i 和垂直坐標j唯一標識。記cij表示處于(i，j)坐標的節(jié)點或元胞。元胞空間記為C= {(i, j),l ^ i ^ L,1 ^ j ^ L}(4)鄰居CA模型中的鄰居定義由最大通信距離決定。首先，WSN模型中，由于信號強度路徑衰減，每個節(jié)點存在最大通信距 TiTT^ -it· Jr · ·系 /士./M7 F 內(nèi)止.
權利要求
1.無線傳感網(wǎng)絡的惡意軟件傳播的優(yōu)化防御策略，其特征在于從無線網(wǎng)絡拓撲特征及無線信道監(jiān)聽，沖突解決機制、基于元胞自動機的惡意軟件傳播模型、無線網(wǎng)惡意軟件防御優(yōu)化策略、無線網(wǎng)惡意軟件防御優(yōu)化模型四個角度優(yōu)化防御策略。
全文摘要
本發(fā)明公開了無線傳感網(wǎng)絡的惡意軟件傳播的優(yōu)化防御策略。本發(fā)明對目前無線網(wǎng)絡中惡意軟件模型化工作的不足，從攻擊與防御角度出發(fā)，考慮了攻擊掃描速率這個特定的參數(shù)對于防御優(yōu)化策略的重要意義，同時考慮了無線網(wǎng)絡節(jié)點能量有限的特征，在傳統(tǒng)惡意軟件傳播模型的基礎上研究一種改進性的無線網(wǎng)絡惡意軟件防御優(yōu)化模型，實現(xiàn)對無線網(wǎng)絡惡意軟件的防御。
文檔編號H04W12/00GK102300208SQ201110174448
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者朱宇光, 楊雄, 閔立清, 顧宏馳 申請人:常州艾可泰自動化設備有限公司