圖(圖2)中的鏈路③；
[0046]步驟(3-3)、每個隔離態(tài)(Q)節(jié)點被治愈的速率為λ (即隔離治愈率)，治愈的節(jié)點成為具有防疫能力的免疫態(tài)(R)節(jié)點的概率為μ (即治愈后節(jié)點具有免疫功效概率)，對應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(圖2)中的鏈路④；
[0047]隔離態(tài)節(jié)點(Q)被治愈分為兩種情形:
[0048]a.僅被治愈，不具有免疫性，見步驟(3-2)，可以通過單純刪除病毒實現(xiàn)；
[0049]b.治愈且具有免疫性，即本步驟(3-3)，可以刪除病毒后同時為節(jié)點加裝防護措施，使其免于再次被同類病毒傳染。
[0050]步驟(4)、免疫與免疫失效過程，模型運行一段時間(50ticks，該時間在仿真模擬過程中調(diào)整并確定，且模型每隔一段時間對節(jié)點進行一次免疫，具體免疫次數(shù)不限)后以速率γ (即疫苗注射率)對易傳染態(tài)(S)節(jié)點和已感染態(tài)(I)節(jié)點進行疫苗注射(如加裝或升級殺毒軟件、防火墻)，疫苗失效的速率為η (即疫苗失效率)，如病毒超出殺毒軟件或防火墻免疫范圍時疫苗失效。
[0051]步驟(4-1)、模型運行一段時間后(50ticks)，易傳染態(tài)(S)節(jié)點和已感染態(tài)(I)節(jié)點以速率γ接種疫苗成為免疫態(tài)(R)節(jié)點，對應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(圖2)中的鏈路⑤、⑥；
[0052]步驟(4-2)、免疫態(tài)(R)節(jié)點免疫失效的速率為η，失效后成為易感染態(tài)(S)節(jié)點，對應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(圖2)中的鏈路⑦；
[0053]步驟(4-3)、病毒傳播直到網(wǎng)絡(luò)中不存在已感染態(tài)(I)和隔離態(tài)(Q)節(jié)點為止。
[0054]步驟(5)、模型評價，分別從節(jié)點總數(shù)η，平均節(jié)點度<k>，初始已感染節(jié)點數(shù)n。，病毒傳播率α，隔離治療率β，隔離治愈率λ，治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ，疫苗注射率γ，疫苗失效率η探討它們對病毒傳播的影響。
[0055]步驟(5-1)、病毒傳播率α越大，病毒傳播的越快，節(jié)點被感染的比例就越高。
[0056]步驟(5-2)、β的變化對整個的系統(tǒng)感染節(jié)點所占的比例并沒有太大的影響，但是卻影響模型的結(jié)束點，β越大，感染節(jié)點消失的越快。
[0057]步驟(5-3)、疫苗注射率γ越大，感染節(jié)點的比例就越小，同時感染節(jié)點消失的越快，這說明疫苗注射率越大，越有助于抑制病毒的傳播。
[0058]步驟(5-4)、隔離態(tài)節(jié)點治愈后具有免疫功效的概率μ越大，感染節(jié)點的比例就越小，感染節(jié)點消失的越快。
[0059]步驟(5-5)、疫苗失效率η逐漸變大，網(wǎng)絡(luò)中感染節(jié)點抑制效果越差，當(dāng)疫苗失效的概率達到一定程度的時候，病毒有可能在網(wǎng)絡(luò)中一直傳播下去，所以在采取免疫措施時一定要控制疫苗的失效概率低于一定的數(shù)值，并且越低越好。
[0060]步驟(5-6)、<k>越大，感染節(jié)點所占比例就越大，感染時間越長，因為網(wǎng)絡(luò)的平均節(jié)點度大時，網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的連接性更強，病毒向鄰居節(jié)點傳播的機會也就越大，不容易被徹底消滅。
[0061]步驟(5-7)、節(jié)點總數(shù)和初始已感染節(jié)點數(shù)的比例越大，感染速度越快，感染節(jié)點所占比例越大。
[0062]步驟6、提出免疫策略，針對SIQR模型中影響病毒傳播的重要因素，制定切實可行的免疫策略。病毒的感染速率α由病毒本身的性質(zhì)決定，無法人為改變，節(jié)點總數(shù)和初始感染節(jié)點數(shù)的比例也由自然因素決定，但是可制定免疫策略增大疫苗注射率γ，或者在病毒出現(xiàn)之后盡快研制出對應(yīng)的免疫疫苗，增大隔離態(tài)節(jié)點治愈后的免疫概率μ。此外，由于度大的節(jié)點對病毒的傳播起到至關(guān)重要的作用，所以我們可以選擇性的對度大的節(jié)點進行重點免疫，這樣就能有效的阻止病毒的傳播。譬如可以選用動態(tài)免疫策略進行。
[0063]步驟(6-1)初始化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Α，并記經(jīng)過免疫后產(chǎn)生的新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為Β，初始狀態(tài)下 B = A ;
[0064]步驟(6-2)記錄網(wǎng)絡(luò)B中每個節(jié)點的度；
[0065]步驟(6-3)得到節(jié)點度最大的節(jié)點j ；
[0066]步驟(6-4)刪除與此j節(jié)點相連的所有邊，形成下次免疫的新網(wǎng)絡(luò)B ;
[0067]步驟(6-5)節(jié)點j注射疫苗，使之成為免疫態(tài)節(jié)點，返回步驟(6-2)，循環(huán)進行，直至所有節(jié)點均被免疫為止。
[0068]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟(1)、網(wǎng)絡(luò)初始化:網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點存在四種狀態(tài)，易傳染態(tài)(S)、已感染態(tài)(I)、隔離態(tài)(Q)、免疫態(tài)(R)，其中，易傳染態(tài)節(jié)點可被病毒感染；已感染態(tài)節(jié)點可向鄰居節(jié)點傳播病毒；隔離態(tài)節(jié)點不具備傳播病毒能力，也不能被感染；免疫態(tài)節(jié)點不能被病毒感染； 步驟(2)、病毒傳播過程:每個已感染態(tài)(I)節(jié)點以病毒傳播率α向鄰居節(jié)點傳播病毒； 步驟(3)、節(jié)點檢測過程:檢測各節(jié)點是否為已感染節(jié)點，如果是，以隔離治療率β進行隔離治療，并且隔離治愈率為λ ; 步驟(4)、免疫與免疫失效過程:模型運行一段時間后以疫苗注射率γ對易傳染態(tài)(S)節(jié)點和已感染態(tài)(I)進行疫苗注射，疫苗失效率為η ； 步驟(5)、模型評價:分析網(wǎng)絡(luò)中影響病毒傳播的因素。 步驟￠)、提出免疫策略。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，其特征在于，在步驟(1)中，網(wǎng)絡(luò)初始化的參數(shù)包括:節(jié)點總數(shù)n，平均節(jié)點度<k>，初始已感染節(jié)點數(shù)n。，病毒傳播率α，隔離治療率β，隔離治愈率λ，治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ，疫苗注射率γ，疫苗失效率Π。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，其特征在于，步驟(3)的具體過程為: 步驟(3-1)、每個已感染態(tài)(I)節(jié)點以隔離治療率β被臨時移出網(wǎng)絡(luò)，進行隔離治療； 步驟(3-2)、每個隔離態(tài)(Q)節(jié)點被治愈的速率為隔離治愈率λ，治愈的節(jié)點成為易感染態(tài)⑶節(jié)點的概率為1_μ ; 步驟(3-3)、每個隔離態(tài)(Q)節(jié)點被治愈的速率為隔離治療率λ，治愈的節(jié)點具有防疫能力的概率為治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，其特征在于，步驟(4)的具體過程為， 步驟(4-1)、模型運行一段時間后，易傳染態(tài)(S)節(jié)點和已感染態(tài)(I)節(jié)點以疫苗注射率γ接種疫苗成為免疫態(tài)(R)節(jié)點； 步驟(4-2)、免疫態(tài)(R)節(jié)點免疫失效的速率為疫苗失效率η，失效后成為易感染態(tài)(S)節(jié)點； 步驟(4-3)、病毒傳播直到網(wǎng)絡(luò)中不存在已感染態(tài)(I)和隔離態(tài)(Q)節(jié)點為止。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，其特征在于，步驟(5)、模型評價，分別從節(jié)點總數(shù)η、平均節(jié)點度<k>、初始已感染節(jié)點數(shù)η。、病毒傳播率α、隔離治療率β、隔離治愈率λ、治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ、疫苗注射率γ、疫苗失效率η探討對病毒傳播的影響； 步驟(5-1)、病毒傳播率α越大，病毒傳播的越快，節(jié)點被感染的比例就越高； 步驟(5-2)、β越大，感染節(jié)點消失的越快； 步驟(5-3)、疫苗注射率γ越大，感染節(jié)點的比例就越小，同時感染節(jié)點消失的越快，這說明疫苗注射率越大，越有助于抑制病毒的傳播； 步驟(5-4)、治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ越大，感染節(jié)點的比例就越小，感染節(jié)點消失的越快； 步驟(5-5)、疫苗失效率η越大，網(wǎng)絡(luò)中感染節(jié)點抑制效果越差，在采取免疫措施時要控制疫苗的失效概率低于一定的數(shù)值； 步驟(5-6)、<k>越大，網(wǎng)絡(luò)的平均節(jié)點度越大，感染節(jié)點所占比例就越大，感染時間越長; 步驟(5-7)、節(jié)點總數(shù)和初始已感染節(jié)點數(shù)的比例越大，感染速度越快，感染節(jié)點所占比例越大。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，其特征在于，在步驟(6)中，通過增大疫苗注射率γ、增大治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ、減少疫苗失效率η、對節(jié)點度高的節(jié)點實施重點免疫以對抗病毒傳播。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡(luò)病毒傳播行為建模方法，方法包括：網(wǎng)絡(luò)初始化，病毒傳播過程，節(jié)點檢測過程，免疫與免疫失效過程，模型評價，提出免疫策略。模型運行時，已感染態(tài)(I)節(jié)點會以一定概率向鄰居節(jié)點傳播病毒，易傳染態(tài)(S)節(jié)點會以一定概率被病毒感染成為已感染態(tài)(I)節(jié)點，同時已感染態(tài)(I)節(jié)點會以一定概率被隔離出去成為不具備傳播病毒能力、也不能被感染的隔離態(tài)(Q)節(jié)點，通過對隔離態(tài)(Q)節(jié)點的治療以及對所有節(jié)點的免疫使模型中出現(xiàn)不能被病毒感染的免疫態(tài)(R)節(jié)點。影響SIQR模型中病毒傳播的因素有節(jié)點總數(shù)n，平均節(jié)點度<k>，初始已感染節(jié)點數(shù)n0，病毒傳播率α，隔離治療率β，隔離治愈率λ，治愈后節(jié)點具有免疫功效概率μ，疫苗注射率γ，疫苗失效率η?；谶@些因素，提出切實可行的免疫策略。
【IPC分類】H04L29/06
【公開號】CN105357200
【申請?zhí)枴緾N201510756638
【發(fā)明人】徐淑芳, 黃倩, 王慧斌, 毛鶯池, 劉陽, 石丹, 胡敏, 徐岑, 盧苗
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月9日