[发明专利]物联网中基于资源受限节点的异常检测功能部署方法

说明书

本发明公开一种物联网中基于资源受限节点的异常检测功能部署方法，应用于网络安全领域，针对节点资源更为受限，相邻的节点集也无法保证部署所有异常检测功能时，需要将异常检测功能部署到非相邻的节点上的情况，本发明考虑从非相邻的节点调用异常检测功能的调用资源代价；根据异常检测功能部署代价、计算资源开销以及调用资源代价，建立异常检测功能部署最优化模型；使用启发式算法对最优化模型进行求解，实现了以更小的资源开销，在预定的检测效果下网络中的异常检测功能部署。

技术领域

本发明属于网络安全领域，特别涉及一种在物联网(Internet of Things,IoT)中针对资源受限的节点的异常检测功能的部署技术。

背景技术

近几年，物联网(Internet of Things,IoT)技术获得了迅速的发展与广泛的应用，同时也引起了黑客组织的关注，受到了越来越多的安全威胁。据统计，近几年物联网安全事件总数量呈迅速增加的趋势，并且物联网安全事件引起的修复成本更高。随着物联网的进一步发展与应用，安全成为一个不可忽视的问题。

物联网设备的软硬件大都功能简单、成本较低，计算、存储和通信资源都受限，导致其本身不能实行复杂的安全策略，容易成为攻击目标，一旦攻击成功，基本没有自主恢复的能力，根据惠普安全研究院调查，80％的IoT设备存在隐私泄露或滥用的风险，60％的IoT设备web界面存在安全漏洞。同时，类似病毒感染、数据窃取等节点间的攻击，很难被中心节点察觉。而物联网设备作为物联网中的关键部分，一旦发生异常，可能会影响整个物联网的安全。因此，需要在物联网的底层节点上，部署相应的异常检测功能，及时发现网络中的异常行为和威胁，避免网络安全攻击的发生与扩展，保护物联网的安全运行。

但是，由于节点本身的限制，通常无法在一个节点之中部署全部的异常检测功能。同时，由于物联网节点大多只能实现近距离的通信，一个节点无法对远距离的节点数据进行处理。因此，急需设计一种分布式协同异常检测方法，将异常检测模块部署于多个节点之中，使这些节点协同完成异常检测任务，对于保护物联网的安全具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种物联网中基于资源受限节点的异常检测功能部署方法，以最小化资源开销为目标，在保证预定检测效果的基础上，在网络中部署异常检测功能，从而实现对物联网络中底层节点间异常行为的实时检测与发现，提高整体网络的安全性。

本发明采用的技术方案为：物联网中基于资源受限节点的异常检测功能部署方法，针对节点资源可以保证在每一个相邻的节点集上部署所有的异常检测功能，本发明提出一种以资源开销最小化为目标的节点部署方法；进而，针对节点资源更为受限的情况，无法保证所有异常检测功能部署在节点的相邻节点集中，可以将异常检测功能部署到非相邻的节点上，这时就需要考虑这种部署所带来额外的带宽资源和节点处理资源开销，本发明中称这种资源代价为调用资源代价；考虑调用资源代价，建立以资源开销最小化为目标的最优化模型，得到最优的节点部署方法，根据该最优的部署方法对节点中的异常检测功能进行部署。包括以下技术：

1、针对节点资源可以保证在每一个相邻的节点集上部署所有的异常检测功能

11、对每个异常检测功能计算各自的异常检测功能部署代价；

其中，R_a表示异常检测功能a所需的计算资源，A为需要部署的异常检测功能集合。

12、根据节点剩余的计算资源得到在对应节点部署某异常检测功能的计算资源开销，所述节点剩余计算资源根据逻辑斯蒂曲线进行拟合得到，所述计算资源开销的计算式为：

其中，表示节点剩余计算资源，A_v表示节点v上的部署的异常检测功能集，deg_v表示节点v的度数，λ为一个常量系数