[发明专利]一种适用于受攻击无线传感网的可生存性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络安全技术中的可生存性评估领域，具体地说是一种适用于受攻击无线传感网的可生存性评估方法。

背景技术

无线传感网是当前国内外备受关注的、涉及多学科交叉的前沿热点领域，它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线通信技术、分布式处理技术等，能够通过各种集成化的传感节点，协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。无线传感网具有十分广阔的应用前景，在军事、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测等众多领域都有实际与潜在的实用价值。

为了保证无线传感网应用的顺利实现，要求无线传感网可靠、可用，甚至是在传感节点被恶意攻击时仍能正常地支持具体的应用，这种在出现包括攻击和大规模自然灾害等危险的情况下仍能及时完成某项任务所具有的能力就是无线传感网的可生存能力。由于攻击技术的不断增强，保护无线传感网完全不受攻击或破坏是不现实的，提高无线传感网的可生存性是目前解决故障和攻击问题的一种有效方法。目前，容错、容侵、自再生是最常见的无线传感网可生存保障技术，然而，要使用这些保障技术，网络可生存性评估是前提和关键。通过网络可生存性评估，利用具体数值较准确地描述网络的状况，实现量化分析，可为无线传感网提供是否启动可生存保障机制的决策依据。

现有的专利文献中，已出现与可生存性评估相关的一些方法，但这些方法未考虑传感节点在恶意攻击者实施攻击后导致的状态变换，也未考虑无线传感网的网络拓扑结构，因此不能直接应用于受攻击的无线传感网。

中国专利200410061406.7公开了一种具有时间约束的分布式软件可靠性评估系统，包括位于总控制端的可靠性评估器、位于分布式系统中各节点机上的节点机模拟器和分布式软件模拟器，该发明选取可靠度和平均无故障时间作为主要测试指标，主要适用于分布式软件的可靠性评估。

中国专利200510086907.5公开了一种网络信息系统的安全性及生存性评估的系统和方法，系统包括信息采集模块、漏洞探测模块、测试验证模块、安全性及生存性评估模块和数据库，通过信息采集、漏洞探测、测试验证等过程，实现系统的安全性和生存性评估，该发明主要适用于网络信息系统的可生存性评估。

中国专利200710144819.5公开了一种网络信息系统的生存能力的仿真判定方法，通过建立系统的工作流模型、在出现资源失效的情况下建立失效模型和容错模型，形成网络信息系统生存性模型，实现网络信息系统生存能力的评估，该发明主要适用于网络信息系统的可生存性评估。

中国专利200810178447.2公开了一种网络可靠性评估方法、装置和系统，通过获取网络中的至少一种设备的故障模式和相应的统计参数，对网络的可靠性进行评估，该发明主要适用于对未投入运营的网络设计方案的预计评估以及对已运营的网络进行可靠性评估。

中国专利200910007627.9公开了一种网络突发毁击事件的度量和评估方法，通过对突发事件的被动感知和主动检测，将所得结果归并后进行过滤分析，再根据归并结果划分事件等级，实现故障原因的定位，最后根据事件等级来确定如何调整协议机制的运行，该发明主要适用于在网络中出现突发毁击事件时的可生存性评估。

中国专利200910040439.6公开了一种评估电力通信网可靠性的方法，通过在预先建立的网络拓扑中查找任意两个节点之间的所有路径，为路径集创建可靠性表达式数组，再由预设的网络节点的可靠性参数通过计算获得路径集的可靠度，对可靠性进行评估，该发明主要适用于电力通信网的可靠性评估。

另外，国内外期刊论文提出的一些可生存性评估方法也仅适用于信息服务系统、网络信息系统、网络存储系统、军事信息网络、自律入侵容忍系统、数字图书馆云计算平台、嵌入式系统、分布式系统、软件系统，不适用于受攻击的无线传感网。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种适用于受攻击无线传感网的可生存性评估方法，考虑传感节点在恶意攻击者实施攻击后导致的状态变换以及无线传感网的网络拓扑结构，针对受攻击无线传感网的特性，利用具体数值准确地描述网络的状况，实现量化分析，以达到为无线传感网提供是否启动可生存保障机制的决策依据的目的。

为此，本发明采用的技术方案如下：一种适用于受攻击无线传感网的可生存性评估方法，它包括以下步骤：

1）确定一个传感节点在整个生命期中的状态；

2）利用非零和随机博弈理论建立恶意攻击者和无线传感网之间的博弈模型，计算恶意攻击者的最优攻击策略；