專利名稱：一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法，特別是一種基于交通流優(yōu)化模型，利用元胞自動機(jī)為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)提供安全服務(wù)發(fā)現(xiàn)與安全服務(wù)分發(fā)的方法。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今社會的不斷發(fā)展進(jìn)步,人們對Internet的依賴程度也隨之迅速增大,這將有可能使得各種惡意信息流能夠借助于Internet輕而易舉地傳播到世界上的每一個角落，并且規(guī)模化趨勢和以前相比也得到明顯加強(qiáng)，由此可知今天的Internet已經(jīng)面臨著各種各樣的安全威脅，其安全問題也備受人們的關(guān)注。因此，研究惡意信息流的傳播動力學(xué)行為，掌握其傳播規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上提出有效降低惡意信息流傳播造成危害的措施，對人類的發(fā)展和社會的進(jìn)步都將會有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。交通網(wǎng)絡(luò)作為運(yùn)輸人流和物流的基礎(chǔ)物理設(shè)施，對一個城市、一個國家乃至整個世界的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有非常重要的作用。同時，交通流在時間、空間上具有高度的隨機(jī)性、動態(tài)性和復(fù)雜性，交通系統(tǒng)表現(xiàn)出豐富的非線性特征，具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特征。從90年代開始，迅速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)使大規(guī)模計算機(jī)模擬有了發(fā)展的基礎(chǔ)。1986年，Creme:首次將元胞自動機(jī)理論應(yīng)用到交通領(lǐng)域，為交通流這一復(fù)雜系統(tǒng)的研究開辟了新的途徑。同年，Wolftam提出了 184號CA模型用于交通流模擬，此即最基本的交通流CA模型。元胞自動機(jī)(CA)交通流模型由于可通過簡單的微觀局部規(guī)則揭示自然發(fā)生的宏觀行為，并且特別適合大規(guī)模計算，因此備受世人矚目，發(fā)展最快。1992年美國科學(xué)家Biham提出的二維交通流CA模型一BML模型；1992年，德國學(xué)者K.Nagel和M.Schreckenberg提出的一維交通流CA模型一 NS模型(即Nasch模型)。這兩種模型目前是被應(yīng)用研究最廣泛的。元胞自動機(jī)(CA)的概念最早在20世紀(jì)50年代由Von Neumann提出，主要用于模擬生命系統(tǒng)所具有的自復(fù)制功能，而其真正得到廣泛關(guān)注則是在Conway于1970年提出生命競爭之后，隨后CA被廣泛用于各個領(lǐng)域。原因是這類簡單的模型能十分方便地復(fù)制出復(fù)雜的現(xiàn)象或動態(tài)演化過程中的吸引力、自組織和混沌現(xiàn)象。因此目前CA被廣泛應(yīng)用于模擬各種物理系統(tǒng)和自然現(xiàn)象，如流體流動、星系形成、雪崩、交通流模擬、并行計算及地震等。用CA來模擬一個物理過程的優(yōu)點(diǎn)在于省去了用微分方程作為過渡，而直接通過制定規(guī)則來模擬非線性物理現(xiàn)象。在這些實(shí)際應(yīng)用中，CA模型通過簡單的微觀局部規(guī)則揭示了自然發(fā)生的宏觀行為，是目前研究時空離散的理想物理模型，在研究復(fù)雜系統(tǒng)方面被認(rèn)為是一種最有效的工具之一。交通流在現(xiàn)實(shí)中經(jīng)常面臨車輛擁塞的問題，為此，專家學(xué)者提出了一些解決交通擁堵的策略方法，如匝道控制、感應(yīng)控制等。Qiao Ming討論了如何分配入口匝道車流以便于最大化高速路流量。他們以一段具有連續(xù)兩個入口匝道的單車道高速路為背景，首先討論了入口匝道車輛并入主路的幾種情形，然后通過元胞自動機(jī)模型闡明了在何種情況下將較大的交通需求分配給上游匝道可以增加高速路整體通行能力，并給予了驗證，惡意信息流在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和大量車輛流在交通模型中的傳播有很多相似的地方。

發(fā)明內(nèi)容
1.本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法，將交通流中解決交通擁堵、控制交通流量的社會學(xué)方法抽象出來，以便在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中找到任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間用時最小的直達(dá)線路從而提高復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對于惡意信息流的防疫程度，完善其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2.實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法，采用以下步驟:
步驟一、建立元胞自動機(jī)模型:定義
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法，其特征在于采用以下步驟: 步驟一、建立元胞自動機(jī)模型:定義Pr(O)Vj為節(jié)點(diǎn)集， = I"Kp-fcJ^為D的最小連通路線集，^ = I s§^-^D%Vge為最佳直達(dá)路線集;建立元胞自動機(jī)2 =其中￡ = {^---.沿為規(guī)則劃分的網(wǎng)格空間;狀態(tài)集合.S = {(t p,X)\k其中:當(dāng)k=0時，表示該節(jié)點(diǎn)處于初始狀態(tài)，即該節(jié)點(diǎn)是還未找到最佳路線，當(dāng)k=l時，表示該節(jié)點(diǎn)處于成熟狀態(tài)，即該節(jié)點(diǎn)是已經(jīng)找到最佳傳輸路線的節(jié)點(diǎn)；P表示在目前狀態(tài)下的傳播時間，當(dāng)k=l時，P是在最佳傳輸線路上總的用時表示該節(jié)點(diǎn)在目前狀態(tài)的傳輸線路上的上一個經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)下標(biāo)，當(dāng)k=l 時，I是最佳傳輸線路上該節(jié)點(diǎn)的上一個經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)，記元胞vf的狀態(tài)為(i，pi，為);定乂中心兀胞vi的鄰居集合況C1O=ivjIajevCvj =，I#(⑷丨為衿的入度加I汀為元胞自動機(jī)的局部演化規(guī)則；定義演化時間為t，取初始時^iJ t =ιβΙιι{Γ+1% 11 =2,3,—, },時間間距為I ;初始時刻，元胞H的狀態(tài)為(I, O, I),元胞Vf的初始狀態(tài)為(0，t, I), i=2, 3，— ,η,自動機(jī)從時刻= —η}幵始進(jìn)行演化；在為演化時間t時，演化規(guī)則f為:對狀態(tài)為(0，t, I)的元胞5，若Vi , Vi e N( Vj )滿足螞=1和 = i i + T + ,則元胞V』的狀態(tài)由(0，t, I)變化為(1，t, i);對應(yīng)狀態(tài)為(I, pi,為)的元胞'狀態(tài)保持不變； 步驟二、建立基于元胞自動機(jī)模型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)交通流優(yōu)化模型將所有節(jié)點(diǎn)分為B和C兩個集合，其中:B為已獲得最佳傳播線路的節(jié)點(diǎn)集合，C為沒有獲得最佳傳播線路的節(jié)點(diǎn)集合，從某個可行賦值開始由起始節(jié)點(diǎn)向外搜索，逐步將已經(jīng)獲得最佳傳播線路的節(jié)點(diǎn)從集合C放入集合B中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法，其特征在于:所述的步驟二中建立基于元胞自動機(jī)模型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)交通流優(yōu)化模型設(shè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)為，節(jié)點(diǎn)巧和力之間用時最小的直達(dá)路線為ι%，即兩個節(jié)點(diǎn)之間直接連通；若兩個節(jié)點(diǎn)之間不直接連通，則最小的連通線路記為0，設(shè)信息傳輸時，在每個節(jié)點(diǎn)的延遲為Τ，惡意信息流從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間的用時為傳輸時間和延遲時間之和。
3.在上述定義的元胞演化規(guī)則f及演化時間t下，所有滿足條件: ξΛΓ (VjK=^fcj-= Q;i = ρ, +Γ +W^ 的元胞 ％ 的狀態(tài)由(0，t，I)變?yōu)?I, t, i),t變?yōu)閠+Ι，進(jìn)入下一個演化時間下的元胞演化過程；當(dāng)所有元胞巧滿足& =1時，不再有元胞的狀態(tài)發(fā)生變化，自動機(jī)的演化終止； 根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)的方法，其特征在于:建立基于元胞自動機(jī)模型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)交通流優(yōu)化模型算法步驟如下:用與表示節(jié)點(diǎn)K在集合C或B中的屬于關(guān)系，即，劣記錄節(jié)點(diǎn)巧的上一個節(jié)點(diǎn).求解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中大量惡意信息流傳播疏導(dǎo)的算法具體計算步驟如下: 步驟一、置t=p,p=min{T+wH|i=2,3,...m} 每個節(jié)點(diǎn)vi的狀態(tài)表示為(ki,pi,λi)，置vi的狀態(tài)改為(1，0，1)，Vi的狀態(tài)為(O, t, 1)； 步驟二、考察b=0的節(jié)點(diǎn)力，若存在ki=1的節(jié)點(diǎn)Vi，有t = pi+T+wij，則vj的狀態(tài)改為(1，t, i)； 步驟三、若所有節(jié)點(diǎn)vi有ki=1，則用反向追蹤法，得到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)淖顑?yōu)解，結(jié)束； 步驟四、若對所有ki=1，有t < Pi +T + Wij，則置t=t+1,ki=0節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為(O, t, 1),否則返回步驟2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的安全服務(wù)方法。本發(fā)明建立元胞自動機(jī)模型，借鑒交通流中解決交通擁堵、控制交通流量的方法，抽象建立出的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中防止惡意信息流傳播的模型，并在演化進(jìn)程中記錄了元胞的狀態(tài)改變的時刻和路由，從而建立了最優(yōu)路徑的量化標(biāo)準(zhǔn)即源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的傳播路徑和時間。本發(fā)明由于融入了交通流疏導(dǎo)優(yōu)化的思想，能夠在大量惡意信息流傳播的時候，達(dá)到最優(yōu)選路，從而加快信息傳播過程，以便在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中找到任意兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間用時最小的直達(dá)線路從而提高復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)對于惡意信息流的防疫程度，完善其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
文檔編號H04L29/06GK103139212SQ20131004957
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者李千目, 劉婷, 侯君, 戚湧, 楊文 申請人:無錫南理工科技發(fā)展有限公司