[发明专利]一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法

权利要求书

1.一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建基于SIS下的可充电的无线传感器网络节点状态转换图，用于检测充电无线传感器中的恶意程序；所述无线传感器网络节点状态转换图设置易感节点S(t)、被感染节点I(t)、低能量节点L(t)、死亡节点D(t)；

根据状态转换图建立相应的微分方程，具体为：

对于易感节点S(t)，微分表达式为：

对于被感染节点I(t)，微分表达式为：

对于低能量节点L(t)，微分表达式为：

对于死亡节点D(t)，微分表达式为：

其中，d为死亡率；Λ为节点注入率；a₁为易感节点S(t)与被感染节点I(t)在通信时被感染率；a₂为被感染节点的自身恢复率；c为低能量节点充电率；u为单位时间节点内节点电量低于阈值，从而失去通信能力而转换成低能节点L(t)的概率，τ为充电需要的平均时滞；

按照实际应用需要优化微分方程，并建立优化控制的成本目标函数；

根据成本目标函数和约束条件确立哈密顿函数；

根据哈密顿函数求解满足协态变量和横截条件的优化控制结果，进而对充电无线传感器中的恶意程序进行优化控制。

2.根据权利要求1所述的一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法，其特征在于，所述构建基于SIS下的可充电的无线传感器网络节点状态转换图，具体为：

易感节点S(t)为一般正常工作的传感器节点，存在被感染节点I(t)攻击的风险；被感染节点I(t)为受到恶意程序攻击并感染的节点，此时该节点无法完成正常的工作并具有一定的感染力；

所有节点具有以下关系：

S(t)+I(t)+L(t)＝N(t)，

其中，N(t)为系统活动节点的数量总和；

其具有：

其中，Λ为节点注入率，目的在于系统节点存在死亡率d的情况下维持系统正常的生命周期；

由极限理论得，系统最终活动节点数量总和会稳定于Λ/d。

3.根据权利要请求2所述的一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法，其特征在于，所述设置的易感节点S(t)、被感染节点I(t)、低能量节点L(t)、死亡节点D(t)，具体如下：

对于易感节点S(t)在状态转换图的定义，单位时间内存在双线性转化率a₁S(t)I(t)节点数量的易感节点S(t)对被感染节点I(t)的转化；同时由于节点电量损耗，当电量低于阈值T时，系统就会自动识别S(t)转变为低能量节点L(t)，其中易感节点S(t)以uS(t)的转换率转换为低能量节点L(t)；对死亡节点D(t)的转化上具有dS(t)的转化率；由于需要维持网络的正常生命周期，新的易感节点以Λ的速率加入系统中；

对于被感染节点I(t)，主要的来源为易感节点S(t)以a₁S(t)I(t)的转换率所转换；被感染节点I(t)以a₂I(t)的转换率恢复为可正常工作的易感节点S(t)；被感染节点I(t)以uI(t)的转换率转换为低能量节点L(t)；被感染节点I(t)以dS(t)的转换率转换为D(t)；

对于低能量节点L(t)，其为系统节点电量低于系统定义的阈值T时的节点，由于节点处于低能量状态，其无法支持信息收发功能，因此由I(t)转化为的低能量节点L(t)失去了其感染其他节点的能力，对于低能量节点L(t)只支持对节点的充电操作；低能量节点L(t)来源于S(t)与I(t)转化，对低能量节点L(t)充电操作时，需进行统一的病毒查杀操作，由于充电操作具有一定的时间延后，在此处由低能量节点L(t)转化至S(t)的节点，考虑带时滞项cL(t-τ)的转化率，其中τ为系统充电并杀毒的平均用时；同时具有dL(t)的对D(t)转化的节点死亡率；

对于死亡节点D(t)，无法正常进行数据收发，且无法充电的节点集合，此类节点不存在传染性，因为死亡节点的存在，系统需要维持正常生命周期，需要不断加入新的易感节点。