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探索恶意软件在移动无线传感器网络上传播的行为:稳定性和控制分析。 (英语) Zbl 07431515号

摘要:本文旨在探讨恶意软件在移动无线传感器网络(MWSN)上的传播行为。建立了一种新的具有非线性发生率和S型去除率的恶意软件传播模型,分析了其全局稳定性、时空稳定性和最优控制。具体地说,理论分析表明:(i)当基本再生数(R_0>1)时,发生前向跨临界分岔;(ii)由于空间分布,时间和空间会影响恶意软件的传播行为;(iii)优化技术可以有效控制恶意软件在MWSN上的传播。最后,进行了一些数值模拟以验证所获得的理论结果,实验结果证实所生成的模式与实际MWSN的野外观测结果一致。我们的研究有助于控制恶意软件的传播,并适用于传感器网络的安全性和鲁棒性的设计和预测。

MSC公司:

93至XX 系统论;控制
92至XX 生物学和其他自然科学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿巴特,A。;陈,M。;Wang,Y。;扎科尔,A。;Sastry,S.,《无线网络流量控制方案的设计与分析》,国际互联网。J.鲁棒非线性控制,23,2,208-228(2013)·Zbl 1261.93010号
[2] Avila-Vales,E。;阿拉斯加州佩雷斯。G.,具有logistic增长和饱和处理的时滞SIR流行病模型的动力学,混沌孤子分形,127,55-69(2019)·Zbl 1448.92273号
[3] 巴蒂斯塔,F.K。;马丁·德尔·雷,A。;Queiruga-Dios,A.,一种新的基于个人的模型,用于模拟无线传感器网络中恶意软件的传播,Mathematics,8,3,410(2020)
[4] Birkhoff,G.,《当代代数趋势》,Amer。数学。月刊,80,7,760-782(1973)·Zbl 0286.01013号
[5] 卡斯蒂略·查韦斯,C。;Song,B.,结核病的动力学模型及其应用,数学。Biosci公司。工程,1,2,361-404(2004)·Zbl 1060.92041号
[6] 陈,Z。;Ji,C.,网络中恶意软件传播的时空建模,IEEE Trans。神经网络。,1629-1303(2005年)
[7] 奇蒂尼斯,N。;海曼,J.M。;库欣,J.M.,通过数学模型的敏感性分析确定疟疾传播的重要参数,布尔。数学。《生物学》,70,5,1272(2008)·Zbl 1142.92025号
[8] 克鲁兹,B。;Gomez-Meire,S。;鲁安诺·奥达斯,D。;Janicke,H。;叶夫塞耶娃,I。;Méndez,J.R.,《保护物联网设备免受攻击和编译安全事件数据集的实用方法》,科学。程序。(2019)
[9] O.迪克曼。;Heesterbeek,J.A.P。;Metz,J.A.,《关于异质人群传染病模型中基本繁殖率(R_0)的定义和计算》,J.Math。《生物学》,28,4,365-382(1990)·Zbl 0726.92018号
[10] Dressler,F.,高效自适应网络安全机制的生物灵感机制,(Dagstuhl研讨会论文集(2005),Schloss Dagstuhel-Leibniz-Zentrum Für Informatik)
[11] 冯·L。;廖,X。;韩,Q。;Li,H.,恶意软件传播模型的动态分析和控制策略,应用。数学。型号。,37, 16-17, 8225-8236 (2013) ·Zbl 1426.68014号
[12] 冯·L。;宋,L。;赵(Q.Zhao)。;Wang,H.,无线传感器网络中蠕虫传播的建模和稳定性分析,数学。问题。工程(2015)·Zbl 1394.68013号
[13] Gantmacher,F.,矩阵理论(1989),切尔西出版公司:切尔西出版公司纽约
[14] 何,Z。;Wang,X.,基于反应扩散方程的MWSN中恶意软件传播的时空模型,(网络时代信息管理国际会议(2012),Springer),45-56
[15] 亨德森,T.C。;卢瑟,K。;Grant,E.,无线传感器网络中的反应扩散计算,J.Unvent。计算。(2014)
[16] 亨德森,T.C。;Venkataraman,R。;Choikim,G.,《智能传感器网络中的反应扩散模式》(IEEE机器人与自动化国际会议,2004年)。诉讼程序。ICRA’04。2004年,第1卷(2004年),IEEE),654-658
[17] Hofmeyr,S.A。;Forrest,S.,《人工免疫系统的架构》,Evol。计算。,7, 1, 45-68 (1999)
[18] Hyodo,K。;Wakamiya,N。;Nakaguchi,E。;Murata,M。;Kubo,Y。;Yanagihara,K.,基于反应扩散的无线传感器网络自主控制,国际参议员网。,7, 4, 189-198 (2010)
[19] Ishida,T.,通过相邻细胞之间的整数值交换在简单的细胞自动机类模型中出现图灵模式,离散动态。国家社会学(2020)
[20] Kephart,J.O.,《计算机生物免疫系统》(第四届生物系统合成与模拟国际研讨会论文集,人工生命IV(1994),Citeser)
[21] 库马里,S。;辛格,P。;Upadhyay,R.K.,《目标网络分布式攻击的病毒动力学:防火墙和最优控制的影响》,Commun。非线性科学。数字。模拟。,73, 74-91 (2019) ·Zbl 1464.94038号
[22] LaSalle,J.P.,《动力系统的稳定性》(1976),SIAM·Zbl 0364.93002号
[23] Lashari,A.A。;Zaman,G.,水平传播媒介传播疾病的最优控制,非线性分析。RWA,13,1,203-212(2012)·Zbl 1238.93066号
[24] Lukes,D.L.,《微分方程:从经典到受控》(1982),Elsevier·Zbl 0509.34003号
[25] 梅德文斯基,A.B。;彼得罗夫斯基公司。;蒂霍诺娃,I.A。;Malchow,H。;Li,B.-L.,浮游生物和鱼类动态的时空复杂性,SIAM Rev.,44,3,311-370(2002)·Zbl 1001.92050
[26] Meinsma,G.,Routh-Hurwitz测试的基本证明,系统控制快报。,25, 4, 237-242 (1995) ·兹比尔0877.93082
[27] Miorandi,D。;Lowe,D。;Gomez,K.M.,《无线传感器网络基于激活-禁止的数据高速公路》,(网络、信息和计算系统生物灵感模型国际会议(2009),施普林格),95-102
[28] Murray,J.D.,《数学生物学:导论》(2007),Springer Science&Business Media
[29] 纳塔莉,M。;David,S.-r,《无线传感器和机器人网络:从拓扑控制到通信方面》(2013),《世界科学》
[30] Nwokoye,C。;Umeh,I.,用于建模无线传感器网络中恶意软件传播时空因素的分析代理网络动态系统分析和设计方法,MethodsX,5,1373-1398(2018)
[31] 阿拉斯加州佩雷斯。G。;Avila-Vales,E。;García-Almeida,G.E.,具有逻辑增长、非线性发生率和饱和处理的SIR模型的分叉分析,复杂性(2019)·Zbl 1420.92112号
[32] Ramasamy,V.,《移动无线传感器网络:概述》(2017),IntechOpen
[33] Ren,H。;Meng,M.Q.-H.,无线传感器网络的生物启发方法,(2006年机电一体化和自动化国际会议(2006),IEEE),762-768
[34] del Rey,A.M。;埃尔南德斯,G。;Tabernero,A.B。;Dios,A.Q.,《随机复杂网络上的高级恶意软件传播》,神经计算(2020年)
[35] 罗德里格斯,H.S。;蒙特罗,M.T.T。;Torres,D.F.,《最优控制和数字软件:概述》(2014),arXiv预印本arXiv:1401.7279
[36] Segel,L.A.,《分子和细胞生物学中的动力学现象建模》(1984),剑桥大学出版社·Zbl 0639.92001号
[37] 斯坦科维奇,J.A。;伍德,A.D。;He,T.,无线传感器网络的现实应用,(传感器网络中分布式计算的理论方面(2011),Springer),835-863
[38] Upadhyay,R.K。;Kumari,S.,《在无线传感器网络中检测恶意混沌信号》,Physica A,492,1129-1152(2018)
[39] Upadhyay,R.K。;库马里,S。;Misra,A.,用SVEIR模型和非线性事件率建模计算机网络中的病毒动力学,J.Appl。数学。计算。,54, 1-2, 485-509 (2017) ·Zbl 1377.34066号
[40] 王,X。;何,Z。;X.赵。;林,C。;潘,Y。;Cai,Z.,移动无线传感器网络中恶意软件传播的反应扩散建模,科学。中国信息科学。,56, 9, 1-18 (2013)
[41] Wang,L。;Li,M.Y.,反应扩散系统中的扩散驱动不稳定性,数学杂志。分析。申请。,254, 1, 138-153 (2001) ·Zbl 0984.35022号
[42] 王,X。;李毅,用于分析无线传感器网络中蠕虫传播动力学的改进SIR模型,中国电子杂志。,18, 1, 8-12 (2009)
[43] 吴,S.-Y。;Brown,T。;Wang,H.-T.,无线传感器网络的反应扩散和基于Gür游戏的路由算法,(移动、安全和可编程网络国际会议(2020),Springer),223-234
[44] 山本,H。;Hyodo,K。;Wakamiya,N。;Murata,M.,摄像机传感器网络基于反应扩散的编码速率控制机制,Sensors,10,8,7651-7673(2010)
[45] 扎曼,G。;Kang,Y.H。;Cho,G。;Jung,I.H.,SIR流行病模型中疫苗接种和治疗的最佳策略,数学。计算。模拟。,136, 63-77 (2017) ·Zbl 07313807号
[46] 朱,L。;赵,H。;Wang,X.,带有反馈控制的延迟反应扩散恶意软件传播模型的分歧分析,Commun。非线性科学。数字。模拟。,22, 1-3, 747-768 (2015) ·Zbl 1329.94020号
[47] 朱,L。;赵,H。;Wang,X.,延迟反应扩散恶意软件传播模型中的稳定性和分岔分析,计算。数学。申请。,69, 8, 852-875 (2015) ·Zbl 1443.68034号
[48] 朱,L。;赵,H。;Wang,H.,带有时空扩散项的谣言传播模型的复杂动态行为,Inform。科学。,349, 119-136 (2016) ·Zbl 1398.91489号
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