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信息物理融合系统中恶意软件传播动力学研究
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:西安交通大学学报
  • 时间:2015
  • 页码:78-83
  • 分类:TP311.5[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]空军工程大学信息与导航学院,西安710077, [2]中航工业西安飞行自动控制研究所飞行器控制一体化技术重点实验室,西安710065
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61202128,61401499); 航空科学基金资助项目(20125896020); 陕西省工业攻关资助项目(2012GY2-40)
  • 相关项目:基于混合π网的信息物理融合系统可信软件形式化建模与分析
中文摘要:

针对恶意软件在信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS)中的传播机理难以描述的问题,提出了一种自适应SIQRS(susceptible-infected-quarantined-recovered-susceptible)传播动力学模型。该模型采用节点隔离机制描述CPS的感知和控制能力,引入链路重连机制刻画CPS的自适应性,进一步分析了恶意软件在CPS中的传播规则,并依据平均场理论建立了相应的微分动力学方程。不同参数条件下的仿真结果表明:当感染率小于存在阈值时,恶意软件无法在CPS内传播;当感染率大于存在阈值且小于传播阈值时,CPS发生滞后分岔并出现双稳态现象;当感染率大于传播阈值时,CPS稳定在地方病平衡状态;当参数满足特定条件时,CPS会发生Hopf分岔。研究表明,所提模型能够准确刻画恶意软件在CPS中的传播机理。

英文摘要:

An adaptive SIQRS(susceptible-infected-quarantined-recovered-susceptible)spreading dynamics model is proposed to solve the problem that it is difficult to describe the spreading mechanism of malicious softwares in cyber-physical system(CPS).The quarantined mechanism is employed to describe the perception and control abilities of CPS,and the link rewired mechanism is introduced to depict the adaptability of CPS.The spreading rules of malicious softwares are analyzed,and their differential dynamic equations are presented based on the mean field theory.Numerical simulation results with different parameters show that when the infection rate is less than the epidemic persistence threshold,malicious softwares cannot spread in CPS;when the infection rate is larger than the epidemic persistence threshold and less than the epidemic threshold,a backward bifurcation occurs which causes the bistability;when the infection rate is larger than the epidemic threshold,CPS is stable at the endemic equilibrium;and a Hopf bifurcation occurs when the parameters satisfy a specific condition.It is concluded that the adaptive SIQRS model can accurately describe the spreading mechanism of malicious softwares in CPS.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275