技术特征：
1.基于对偶算法的备份网络最短路阻断方法，其特征在于，包括：根据节点网络的最短路阻断问题，建立网络模型；所述网络模型中攻击方目标为在有限资源时阻断所述节点网络中的网络链路以最大化防御方的最短路径，防御方目标为在节点网络中寻找由起始节点到目标节点的最短路径；根据所述节点网络，建立备份网络，以及根据所述备份网络和所述网络模型，得到备份网络模型；所述备份网络模型中节点网络受到攻击方阻断后，防御方根据当前网络状态激活启用备份网络中的备份链路，以最小化攻击方的攻击效果；根据所述备份网络模型中的约束条件和优化目标，构建备份激活最短路阻断模型；基于对偶算法，对所述备份激活最短路阻断模型进行求解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述节点网络，建立备份网络，以及根据所述备份网络和所述网络模型，得到备份网络模型包括：所述网络模型包括多个节点，节点之间形成网络链路，从所述网络模型中提取链路备份构成所述备份网络，根据所述网络模型和所述备份网络，得到备份网络模型；其中，备份网络定义为g(n，a)，n＝{1，2，...，}表示节点集合，a＝{(i，j)|i，j∈n}表示网络链路的集合，b＝{(i，j)|i，j∈n}表示链路备份的集合，b是a的真子集，i，j表示节点编号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述备份网络模型中的约束条件和优化目标，构建备份激活最短路阻断模型包括：化目标，构建备份激活最短路阻断模型包括：化目标，构建备份激活最短路阻断模型包括：∑
k∈a
r
k
x
k
≤r≤r≤r≤r式中：s表示起始节点，t表示目标节点；c
k
表示链路k∈a的长度；r
k
表示攻击方阻断链路k需要的阻断资源，r表示阻断资源总量；q
k
表示防御方激活链路k需要的备份激活资源，q表示备份激活资源总量；fs(i)表示节点i的出边集合，rs(i)表示节点i的入边集合；x
k
为攻击方阻断变量，y
k
为防御方路径选择变量，z
k
为防御方备份激活变量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在基于对偶算法，对所述备份激活最短路阻断模型进行求解之前，还包括：对所述备份激活最短路阻断模型进行转换，得到形式化表述：
∑
k∈a
r
k
x
k
≤r∑
k∈s
q
k
z
k
≤q≤q≤q5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述对偶算法包括：将所述备份激活最短路阻断模型转化为最小化问题并以向量形式标准化：化为最小化问题并以向量形式标准化：其中，y和z是内层路径选择变量和备份激活变量的向量形式，y
s
是标准化时生成的非负剩余变量；t1和t2分别是形状为[n*m]，[(m-l)*m]的分块系数矩阵，n是网络中节点数量，m是网络中链路数量，l是网络中备份链路数量；i1，i2，i3是形状为[m*m]的单位矩阵；a1是系数向量，b是常数向量；将所述内层最小化问题对偶并转化为单层的优化问题：将所述内层最小化问题对偶并转化为单层的优化问题：将所述内层最小化问题对偶并转化为单层的优化问题：将所述内层最小化问题对偶并转化为单层的优化问题：将所述内层最小化问题对偶并转化为单层的优化问题：ω1，ω2，ω3，ω4≥0其中，ω为对偶变量，满足关系b
t
ω＝c
t
y。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述网络模型和所述备份网络模型均包括多个节点，所述节点之间形成网络链路或者备份链路，所述网络链路或者所述链路备份均具有链路代价。7.基于对偶算法的备份网络最短路阻断装置，其特征在于，包括：网络模型建立模块，用于根据节点网络的最短路阻断问题，建立网络模型；所述网络模型中攻击方目标为在有限资源时阻断所述节点网络中的网络链路以最大化防御方的最短路径，防御方目标为在节点网络中寻找由起始节点到目标节点的最短路径；备份网络模型建立模块，用于根据所述节点网络，建立备份网络，以及根据所述备份网络和所述网络模型，得到备份网络模型；所述备份网络模型中节点网络受到攻击方阻断后，防御方根据当前网络状态激活启用备份网络中的备份链路，以最小化攻击方的攻击效果；备份激活最短路阻断模型建立模块，用于根据所述备份网络模型中的约束条件和优化目标，构建备份激活最短路阻断模型；求解模块，用于基于对偶算法，对所述备份激活最短路阻断模型进行求解。8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
技术总结
本申请涉及基于对偶算法的备份网络最短路阻断方法和装置。方法包括：根据节点网络的最短路阻断问题，建立网络模型；网络模型中攻击方目标为在有限资源时阻断节点网络中的网络链路以最大化防御方的最短路径，防御方目标为在节点网络中寻找由起始节点到目标节点的最短路径；根据节点网络建立备份网络，根据备份网络和网络模型得到备份网络模型；备份网络模型中节点网络受到攻击方阻断后，防御方根据当前网络状态激活启用备份网络中的备份链路，以最小化攻击方的攻击效果；根据约束条件和优化目标，构建备份激活最短路阻断模型；基于对偶算法求解。采用本申请考虑防御方能够进行链路备份并在攻击时激活，以降低攻击对网络的影响。响。响。
技术研发人员：朱先强 戴周璇 陆敏 朱承 周鋆 刘斌 张维明 丁兆云 黄松平
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2022/4/26