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计算机应用与软件 2024年第7期41卷 100-105页

作者：汤梦晨吴国文张红沈士根曹奇英东华大学计算机科学与技术学院上海201620 绍兴文理学院计算机科学与工程系浙江绍兴312000

为抑制异质无线传感器网络(Heterogeneous Wireless Sensor Networks,HWSNs)恶意程序的传播,考虑节点能量和计算能力差异,提出一种HWSNs攻防博弈模型。通过计算得到攻防双方的混合纳什均衡,再结合微分博弈建立攻防双方节点转换微分方程... 详细信息

为抑制异质无线传感器网络(Heterogeneous Wireless Sensor Networks,HWSNs)恶意程序的传播,考虑节点能量和计算能力差异,提出一种HWSNs攻防博弈模型。通过计算得到攻防双方的混合纳什均衡,再结合微分博弈建立攻防双方节点转换微分方程,分析得到恶意节点比例动态演化规律。结合数值实验分析,验证有效抑制HWSNs恶意程序传播的方式。

关键词：异质无线传感器网络微分博弈恶意程序入侵检测

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异质无线传感器网络中d-鲁棒强连通控制吸收集的构造

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广西大学学报（自然科学版） 2021年第4期46卷 1016-1023页

作者：张伟光黎昌珍梁家荣梁新宇广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004 广西大学公共管理学院广西南宁530004 广西大学电气工程学院广西南宁530004

无线传感器网络的一个虚拟骨干是由该网络中承担相关路由任务的结点组成的一个子网。一个异质无线传感器网络通常被建模成一个圆盘图(DG),相应地,其虚拟骨干被建模成该圆盘图的一个强连通控制吸收集(SCDAS)。构建异质无线传感器网络的... 详细信息

无线传感器网络的一个虚拟骨干是由该网络中承担相关路由任务的结点组成的一个子网。一个异质无线传感器网络通常被建模成一个圆盘图(DG),相应地,其虚拟骨干被建模成该圆盘图的一个强连通控制吸收集(SCDAS)。构建异质无线传感器网络的虚拟骨干问题就等价于相应圆盘图的强连通控制吸收集的计算问题。针对受干扰的异质无线传感器网络虚拟骨干的构建问题,提出了圆盘图的d-鲁棒强连通控制吸收集(d-robust SCDAS)的概念,设计了一个近似算法d-SCDAS-C计算最小d-鲁棒强连通控制吸收集,并证明了该算法的近似比为4(ak^(2)+ak+1),a=4/(1-d)^(2),k=r_(max)/r_(min)。r_(min),r_(max)分别表示异质无线传感器网络中结点传输范围的最小值与最大值。

关键词：异质无线传感器网络虚拟骨干网圆盘图强连通控制吸收集近似算法

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一种揭示异质无线传感器网络恶意程序传播的动力学模型

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传感技术学报 2022年第5期35卷 683-691页

作者：沈士根杨淑敏黄龙军刘建华吴国文张红曹奇英绍兴文理学院计算机科学与工程系浙江绍兴312000 东华大学计算机科学与技术学院上海201620

恶意程序传播严重威胁异质无线传感器网络(Heterogeneous WSNs, HWSNs)的数据安全和网络可靠性。为揭示HWSNs恶意程序传播的内在规律,提出一种考虑潜伏和隔离机制的新传染病模型SEQIRD(Susceptible-Exposed-Quarantined-Infected-Recovered-Dead)。使用传播动力学方程描述节点各状态之间的动态转换过程,根据微分方程稳定性定理计算SEQIRD的稳定点,基于下一代矩阵法得到SEQIRD的基本再生数,并证明SEQIRD无病稳定点的稳定性。仿真实验验证了HWSNs恶意程序消亡的条件以及关键状态转移概率参数对SEQIRD稳定性的影响,为系统管理员制定一系列安全防御策略从而抑制HWSNs恶意程序传播奠定了理论基础。

关键词：异质无线传感器网络恶意程序传染病模型稳定点基本再生数

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基于博弈论的异质无线传感器网络恶意程序传播防御策略研究

基于博弈论的异质无线传感器网络恶意程序传播防御策略研究

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作者：汤梦晨东华大学

学位级别：硕士

随着无线通信和传感器等技术的飞速发展,异质无线传感器网络（HWSNs）的应用领域不断扩大,如环境监测、军事侦察、生物医疗等。由于HWSNs的工作环境相对比较恶劣,且传感器节点也受到自身能量和计算能力的限制,易受到网络攻击的影响,导... 详细信息

随着无线通信和传感器等技术的飞速发展,异质无线传感器网络（HWSNs）的应用领域不断扩大,如环境监测、军事侦察、生物医疗等。由于HWSNs的工作环境相对比较恶劣,且传感器节点也受到自身能量和计算能力的限制,易受到网络攻击的影响,导致整个网络不能正常运转。其中对网络造成影响最严重的是网络中恶意程序的传播,当传感器节点被恶意程序成功入侵感染后,该节点将被恶意程序俘获并具有感染性,可以感染其附近的正常传感器节点,从而快速蔓延至整个网络。本文以抑制恶意程序的传播为目的,结合博弈论研究HWSNs和恶意程序网络攻防对抗中的最优防御策略,主要研究内容包括以下几个方面:（1）对HWSNs的结构,博弈论核心知识以及经典传染病模型进行了介绍,并提出了HWSNs所面临的核心网络安全问题及本文的研究意义。（2）为抑制恶意程序的传播,考虑节点异质性并引入检测率参数提出了一种HWSNs的攻防博弈模型,求得攻防双方的混合纳什均衡,结合经典SIS传染病模型和微分博弈论建立节点状态动态转换的微分方程组,分析节点比例的动态演化规律。并通过仿真实验,分析不同博弈参数下恶意节点动态演化过程,验证了有效抑制恶意程序传播的方式。（3）为了得到攻防双方的最优攻防策略,引入入侵监测系统的检测率和误报率参数,提出了一种HWSNs攻防演化博弈模型,建立攻防演化博弈树,求解不同策略下的收益函数。再进行传播动力学和演化策略稳定性分析,求解攻防演化博弈过程中的演化稳定策略。最后进行数值仿真实验,分析攻防双方在不同策略选择下的演化稳定状态,得到有效抑制恶意程序传播的最优防御策略,并通过调整博弈参数进行对比实验,分析参数的不同对博弈演化均衡状态的影响。本文通过对HWSNs中恶意程序传播模型和传播策略的研究,结合微分博弈和演化博弈,提出了HWSNs的攻防博弈模型。通过对博弈过程中攻防双方的动态策略演化分析,求得HWSNs最优防御策略,为抑制HWSNs中恶意程序的传播提供了有效的理论指导。

关键词：异质无线传感器网络微分博弈演化博弈最优策略传染病模型

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