图(图2)中的链路③；
[0046]步骤(3-3)、每个隔离态(Q)节点被治愈的速率为λ (即隔离治愈率)，治愈的节点成为具有防疫能力的免疫态(R)节点的概率为μ (即治愈后节点具有免疫功效概率)，对应状态转换图(图2)中的链路④；
[0047]隔离态节点(Q)被治愈分为两种情形:
[0048]a.仅被治愈，不具有免疫性，见步骤(3-2)，可以通过单纯删除病毒实现；
[0049]b.治愈且具有免疫性，即本步骤(3-3)，可以删除病毒后同时为节点加装防护措施，使其免于再次被同类病毒传染。
[0050]步骤(4)、免疫与免疫失效过程，模型运行一段时间(50ticks，该时间在仿真模拟过程中调整并确定，且模型每隔一段时间对节点进行一次免疫，具体免疫次数不限)后以速率γ (即疫苗注射率)对易传染态(S)节点和已感染态(I)节点进行疫苗注射(如加装或升级杀毒软件、防火墙)，疫苗失效的速率为η (即疫苗失效率)，如病毒超出杀毒软件或防火墙免疫范围时疫苗失效。
[0051]步骤(4-1)、模型运行一段时间后(50ticks)，易传染态(S)节点和已感染态(I)节点以速率γ接种疫苗成为免疫态(R)节点，对应状态转换图(图2)中的链路⑤、⑥；
[0052]步骤(4-2)、免疫态(R)节点免疫失效的速率为η，失效后成为易感染态(S)节点，对应状态转换图(图2)中的链路⑦；
[0053]步骤(4-3)、病毒传播直到网络中不存在已感染态(I)和隔离态(Q)节点为止。
[0054]步骤(5)、模型评价，分别从节点总数η，平均节点度<k>，初始已感染节点数n。，病毒传播率α，隔离治疗率β，隔离治愈率λ，治愈后节点具有免疫功效概率μ，疫苗注射率γ，疫苗失效率η探讨它们对病毒传播的影响。
[0055]步骤(5-1)、病毒传播率α越大，病毒传播的越快，节点被感染的比例就越高。
[0056]步骤(5-2)、β的变化对整个的系统感染节点所占的比例并没有太大的影响，但是却影响模型的结束点，β越大，感染节点消失的越快。
[0057]步骤(5-3)、疫苗注射率γ越大，感染节点的比例就越小，同时感染节点消失的越快，这说明疫苗注射率越大，越有助于抑制病毒的传播。
[0058]步骤(5-4)、隔离态节点治愈后具有免疫功效的概率μ越大，感染节点的比例就越小，感染节点消失的越快。
[0059]步骤(5-5)、疫苗失效率η逐渐变大，网络中感染节点抑制效果越差，当疫苗失效的概率达到一定程度的时候，病毒有可能在网络中一直传播下去，所以在采取免疫措施时一定要控制疫苗的失效概率低于一定的数值，并且越低越好。
[0060]步骤(5-6)、<k>越大，感染节点所占比例就越大，感染时间越长，因为网络的平均节点度大时，网络中各个节点的连接性更强，病毒向邻居节点传播的机会也就越大，不容易被彻底消灭。
[0061]步骤(5-7)、节点总数和初始已感染节点数的比例越大，感染速度越快，感染节点所占比例越大。
[0062]步骤6、提出免疫策略，针对SIQR模型中影响病毒传播的重要因素，制定切实可行的免疫策略。病毒的感染速率α由病毒本身的性质决定，无法人为改变，节点总数和初始感染节点数的比例也由自然因素决定，但是可制定免疫策略增大疫苗注射率γ，或者在病毒出现之后尽快研制出对应的免疫疫苗，增大隔离态节点治愈后的免疫概率μ。此外，由于度大的节点对病毒的传播起到至关重要的作用，所以我们可以选择性的对度大的节点进行重点免疫，这样就能有效的阻止病毒的传播。譬如可以选用动态免疫策略进行。
[0063]步骤(6-1)初始化网络结构Α，并记经过免疫后产生的新网络结构为Β，初始状态下 B = A ;
[0064]步骤(6-2)记录网络B中每个节点的度；
[0065]步骤(6-3)得到节点度最大的节点j ；
[0066]步骤(6-4)删除与此j节点相连的所有边，形成下次免疫的新网络B ;
[0067]步骤(6-5)节点j注射疫苗，使之成为免疫态节点，返回步骤(6-2)，循环进行，直至所有节点均被免疫为止。
[0068]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种网络病毒传播行为建模方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤(1)、网络初始化:网络中的节点存在四种状态，易传染态(S)、已感染态(I)、隔离态(Q)、免疫态(R)，其中，易传染态节点可被病毒感染；已感染态节点可向邻居节点传播病毒；隔离态节点不具备传播病毒能力，也不能被感染；免疫态节点不能被病毒感染； 步骤(2)、病毒传播过程:每个已感染态(I)节点以病毒传播率α向邻居节点传播病毒； 步骤(3)、节点检测过程:检测各节点是否为已感染节点，如果是，以隔离治疗率β进行隔离治疗，并且隔离治愈率为λ ; 步骤(4)、免疫与免疫失效过程:模型运行一段时间后以疫苗注射率γ对易传染态(S)节点和已感染态(I)进行疫苗注射，疫苗失效率为η ； 步骤(5)、模型评价:分析网络中影响病毒传播的因素。 步骤￠)、提出免疫策略。2.根据权利要求1所述的一种网络病毒传播行为建模方法，其特征在于，在步骤(1)中，网络初始化的参数包括:节点总数n，平均节点度<k>，初始已感染节点数n。，病毒传播率α，隔离治疗率β，隔离治愈率λ，治愈后节点具有免疫功效概率μ，疫苗注射率γ，疫苗失效率Π。3.根据权利要求2所述的一种网络病毒传播行为建模方法，其特征在于，步骤(3)的具体过程为: 步骤(3-1)、每个已感染态(I)节点以隔离治疗率β被临时移出网络，进行隔离治疗； 步骤(3-2)、每个隔离态(Q)节点被治愈的速率为隔离治愈率λ，治愈的节点成为易感染态⑶节点的概率为1_μ ; 步骤(3-3)、每个隔离态(Q)节点被治愈的速率为隔离治疗率λ，治愈的节点具有防疫能力的概率为治愈后节点具有免疫功效概率μ。4.根据权利要求2或3所述的一种网络病毒传播行为建模方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程为， 步骤(4-1)、模型运行一段时间后，易传染态(S)节点和已感染态(I)节点以疫苗注射率γ接种疫苗成为免疫态(R)节点； 步骤(4-2)、免疫态(R)节点免疫失效的速率为疫苗失效率η，失效后成为易感染态(S)节点； 步骤(4-3)、病毒传播直到网络中不存在已感染态(I)和隔离态(Q)节点为止。5.根据权利要求4所述的一种网络病毒传播行为建模方法，其特征在于，步骤(5)、模型评价，分别从节点总数η、平均节点度<k>、初始已感染节点数η。、病毒传播率α、隔离治疗率β、隔离治愈率λ、治愈后节点具有免疫功效概率μ、疫苗注射率γ、疫苗失效率η探讨对病毒传播的影响； 步骤(5-1)、病毒传播率α越大，病毒传播的越快，节点被感染的比例就越高； 步骤(5-2)、β越大，感染节点消失的越快； 步骤(5-3)、疫苗注射率γ越大，感染节点的比例就越小，同时感染节点消失的越快，这说明疫苗注射率越大，越有助于抑制病毒的传播； 步骤(5-4)、治愈后节点具有免疫功效概率μ越大，感染节点的比例就越小，感染节点消失的越快； 步骤(5-5)、疫苗失效率η越大，网络中感染节点抑制效果越差，在采取免疫措施时要控制疫苗的失效概率低于一定的数值； 步骤(5-6)、<k>越大，网络的平均节点度越大，感染节点所占比例就越大，感染时间越长; 步骤(5-7)、节点总数和初始已感染节点数的比例越大，感染速度越快，感染节点所占比例越大。6.根据权利要求1所述的一种网络病毒传播行为建模方法，其特征在于，在步骤(6)中，通过增大疫苗注射率γ、增大治愈后节点具有免疫功效概率μ、减少疫苗失效率η、对节点度高的节点实施重点免疫以对抗病毒传播。
【专利摘要】本发明公开了一种网络病毒传播行为建模方法，方法包括：网络初始化，病毒传播过程，节点检测过程，免疫与免疫失效过程，模型评价，提出免疫策略。模型运行时，已感染态(I)节点会以一定概率向邻居节点传播病毒，易传染态(S)节点会以一定概率被病毒感染成为已感染态(I)节点，同时已感染态(I)节点会以一定概率被隔离出去成为不具备传播病毒能力、也不能被感染的隔离态(Q)节点，通过对隔离态(Q)节点的治疗以及对所有节点的免疫使模型中出现不能被病毒感染的免疫态(R)节点。影响SIQR模型中病毒传播的因素有节点总数n，平均节点度<k>，初始已感染节点数n0，病毒传播率α，隔离治疗率β，隔离治愈率λ，治愈后节点具有免疫功效概率μ，疫苗注射率γ，疫苗失效率η。基于这些因素，提出切实可行的免疫策略。
【IPC分类】H04L29/06
【公开号】CN105357200
【申请号】CN201510756638
【发明人】徐淑芳, 黄倩, 王慧斌, 毛莺池, 刘阳, 石丹, 胡敏, 徐岑, 卢苗
【申请人】河海大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月9日