基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于SEI2QR混杂控制模型的信息物理系统恶意软件控制方法


[0001]本专利技术属于信息物理系统网络
，具体涉及基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理系统恶意软件控制方法
。

技术介绍

[0002]信息物理系统
(CPS)
是将计算和通信与控制功能相结合的新一代智能系统，
CPS
由传感器
、
执行器和控制器组成，具有计算
、
通信和控制能力，通常被视为连接物理世界和网络空间的桥梁
。CPS
被广泛的应用在智能电网
、
水电系统
、
核电系统等领域
。
随着科学技术，特别是信息技术的迅速发展，现在可以通过网络攻击摧毁物理部件，对系统安全构成重大威胁，一旦发生网络攻击，可能会导致
CPS
发生故障，造成各种各样的损失，所以
CPS
的网络安全需要引起重视，因此，如何设计出一种高效能低成本的
CPS
恶意软件控制策略为本领域技术人员亟需解决的一个技术问题
。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术提供了基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理系统恶意软件控制方法，以解决信息物理系统的信息安全问题
。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过如下方案实现的：
[0005]基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理系统恶意软件控制方法：
[0006]S1、
构建信息物理系统的
SEI2QR
混杂控制模型；
[0007]S2、
证明混杂控制模型的最优控制必要条件；
[0008]S3、
求解基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理系统恶意软件的最优控制策略
。
[0009]进一步的，在所述步骤
S1
中，
[0010]将
CPS
中的所有节点分为：易感节点
S
，潜伏节点
E
，感染程度浅且感染能力弱的感染节点
I1，感染程度深且感染能力强的感染节点
I2，隔离节点
Q
，恢复节点
R
；
[0011]在预设条件下，建立在预设时刻关于
CPS
中各节点的
SEI2QR
混杂控制模型
。
[0012]进一步的，所述预设条件至少具有以下设置：
[0013](1)CPS
系统是一个同质场，即任意两个节点可以相互通信，通信的概率是相同的；
[0014](2)
所有加入
CPS
的新节点都是易感节点
S
，加入率为
v
；
[0015](3)
节点可以在运行时退出或停止运行，退出率
μ
；
[0016](4)CPS
处于稳定运行状态，正常运行的节点数保持动态平衡并且为常数，即
K(t)
＝
K
或者
v
＝
u
；
[0017](5)
感染率为
α1+
α2，而发生率为
[0018](6)
潜伏节点
E
经过时间
τ
变成感染节点
I1和感染节点
I2的转化率分别为
β1和
β2；
[0019](7)
感染节点
I1通过持续控制变成恢复节点的治愈率为
c1；感染节点
I2通过持续控制变成恢复节点的治愈率为
c2；
[0020](8)
隔离节点
Q
在隔离区域能被治愈，治愈率为
σ
p
；
[0021](9)
所有参数均为非负实数
。
[0022]进一步的，在
t
时刻，所述传播动力学模型为：
[0023]当
t≠nT
时
[0024][0025][0026][0027][0028][0029]当
t
＝
nT
时
[0030][0031][0032][0033]且
[0034]S(t),E(t),I1(t),I2(t),R(t),Q(t)≥0,
[0035]S(t)+E(t)+I1(t)+I2(t)+R(t)+Q(t)
＝
1。
[0036]进一步的，在所述步骤
S2
中，建立如下控制函数：
[0037][0038]其中，
F
是持续控制成本
,L
是脉冲隔离控制成本；
[0039]并根据所述传播动力学模型，计算其控制变量
:
[0040][0041][0042]进一步的，建立如下目标成本函数：
[0043][0044]其中，
S
，
E
，
I1，
I2，
R
和
Q
节点的监测成本分别为
A1，
A2，
A3，
A4，
A5和
A6；持续打补丁操作
c1和
c2的成本系数为
A7和
A8，脉冲隔离
p(t
n
)
的成本系数为
A9；
[0045]解出其最优变量控制器
。
[0046]本专利技术的上述技术方案，相比现有技术具有以下优点：
[0047]本专利技术根据传染病动力学对具有二种感染率
、
潜伏节点的发病时延和隔离控制环
节特征的信息物理系统进行了数学建模，得到了各节点的微分方程；根据各个节点的监测成本和混杂控制成本构建了目标成本函数，利用基于变分法的最优控制理论构建了持续哈密顿函数和脉冲哈密顿函数，再由哈密顿函数求解协态变量微分方程组和优化条件，最后根据优化条件求得最优控制量，以解决信息物理系统的信息安全问题
。
附图说明
[0048]图1是本专利技术实施例提供的方法中的流程示意图；
[0049]图2是本专利技术实施例提供的方法中的节点转换过程
。
具体实施方式
[0050]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0051]本实施例提供一种基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理系统恶意软件控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
构建信息物理系统的
SEI2QR
混杂控制模型；
S2、
证明混杂控制模型的最优控制必要条件；
S3、
求解基于
SEI2QR
混杂控制模型的信息物理系统恶意软件的最优控制策略
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤
S1
中，将
CPS
中的所有节点分为：易感节点
S
，潜伏节点
E
，感染程度浅且感染能力弱的感染节点
I1，感染程度深且感染能力强的感染节点
I2，隔离节点
Q
，恢复节点
R
；在预设条件下，建立在预设时刻关于
CPS
中各节点的
SEI2QR
混杂控制模型
。3.
根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述预设条件至少具有以下设置：
(1)CPS
系统是一个同质场，即任意两个节点可以相互通信，通信的概率是相同的；
(2)
所有加入
CPS
的新节点都是易感节点
S
，加入率为
v
；
(3)
节点可以在运行时退出或停止运行，退出率
μ
；
(4)CPS
处于稳定运行状态，正常运行的节点数保持动态平衡并且为常数，即
K(t)
＝
K
或者
v
＝
u
；
(5)
感染率为
α1+
α2,
而发生率为
(6)
潜伏节点
E
经过时间
τ
变成感染节点
I1和感染节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵云，陈俊伟，梁忠伟，钟晓静，程乐峰，刘晓初，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：