[发明专利]一种基于非合作博弈的WSN攻防博弈方法

说明书

本发明公开了一种基于非合作博弈的WSN攻防博弈方法，包括：S1，构建WSN的恶意程序传播模型；判断恶意程序传播模型的参与方；S2，根据恶意程序传播模型的参与方相互之间的函数关系，列出函数收益表；S3，根据函数收益表构建模型下各参与方的收益函数；并对收益函数进行混合纳什均衡策略求解，得到恶意程序传播模型的攻防博弈的混合纳什均衡策略解。本发明通过建立WSN攻防博弈模型，求得其混合纳什均衡策略解，尤其求得了SIR三方攻防博弈的混合纳什均衡策略解，解决了单一个体博弈分析的不足。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络安全技术领域，具体涉及一种基于非合作博弈的WSN攻防博弈方法。

背景技术

恶意程序传播是无线传感器网络(WSN)面临的一类重要安全问题。目前的关于恶意程序传播的研究，大多是只包含了入侵检测和恶意程序传播两个方面的研究，并且这两个方面的研究是独立分开研究，没有将两个方面的内在关系联系起来，也缺乏一个免疫修复的过程。其研究过程虽然也采用博弈论分析，但更多的是采用双人随机博弈分析，且入侵检测和恶意程序传播的过程都以事件发生概率为1进行，忽略了自身的某些损耗代价，例如能量代价等。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种能求得其混合纳什均衡策略解的基于非合作博弈的WSN攻防博弈方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于非合作博弈的WSN攻防博弈方法，包括：

S1，构建WSN的恶意程序传播模型；判断恶意程序传播模型的参与方；

S2，根据恶意程序传播模型的参与方相互之间的函数关系，列出函数收益表；

S3，根据函数收益表构建模型下各参与方的收益函数；并对收益函数进行混合纳什均衡策略求解，得到恶意程序传播模型的攻防博弈的混合纳什均衡策略解。

优选地，参与方分为SIR三方、SI双方、SR双方和IR双方，S为易感节点；I为恶意节点；R为免疫节点。

优选地，若恶意程序传播模型的参与方为SIR三方，则收益函数为：

E_uS(SIR)＝x*(y*z*(a-e_S)+y*(1-z)*(a-e_S)+(1-y)*z*(-c-e_S)+(1-y)*(1-z)*(-e_S))+(1-x)*y*(1-z)*(-b)

E_uI(SIR)＝y*(x*z*(-a-c-e_I)+x*(1-z)*(-a-e_I)+(1-x)*z*(-e_I)+(1-x)*(1-z)*(b-e_I))+(1-y)*(x*z*(-c-e_I)+x*(1-z)*(-e_I)+(1-x)*z*(-c-e_I)+(1-x)*(1-z)*(-e_I))

E_uR(SIR)＝z*(x*y*(2*c-e_R)+x*(1-y)*(2*c-e_R)+(1-x)*y*(c-e_R)+(1-x)*(1-y)*(c-e_R))

在SIR三方攻防博弈时，易知三方攻防博弈最终结果E_uR(SIR)为最大值，即当z＝1时，E_uR(SIR)达到最大，则有：

E_uS(SIR)＝x*(y*(a-e_S)+(c+e_S)*(y-1))