一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，该方法针对网络链路攻击中的优化攻击策略问题，首先，基于数学图论建立通信网络所映射的有权拓扑图模型；其次，为了定量评估网络攻击造成的网络通信效能损失程度，提出反映网络分裂程度的有权割裂度进行网络效能表征；最后，提出考虑攻击成本下的网络拓扑有权割裂度攻击收益率为攻击目标，并建立关于攻击链路选择与优先攻击顺序的最优攻击策略。本发明专利技术能够在网络对抗中，指导建立攻击策略，优化攻击方法，提高攻击效果。提高攻击效果。提高攻击效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法


[0001]本专利技术属于通信网络攻击
，特别是一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法。

技术介绍

[0002]作为信息传递的物理基础，战场通信网络对军事活动的指挥控制十分重要，在网络对抗中的成败往往关乎着一场战争的胜负。如何在有限的攻击资源下，制定最优的链路攻击策略，对网络进行链路攻击，最大限度的降低网络的通信效能，是通信对抗中十分关注的问题。
[0003]网络通信的完成基于节点与节点之间有连通的链路，如果两个节点在网络中被割裂开，即处于两个不连通的子网络，那么它们之间不能进行通信。因此，网络节点之间的连通性在很大程度上反映了网络的通信效能。为了最大限度的降低网络效能，链路攻击应该尽量将较多数的节点彼此分割，使其间不存在链路连通。基于上述拓扑分割的思想，目前一些相关研究仅仅考虑节点之间的物理分割，而忽略了不同节点、不同链路的重要性差异，过度简化了网络攻击模型。提出的攻击策略从理论上分析了造成最大节点割裂程度时需满足的数学条件，但未直接给出链路攻击的优先选择原则，其策略可操作性和准确性还有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，以指导网络链路攻击中的攻击链路优先选取原则，最大限度降低网络通信效能，从而对网络对抗实战中的指挥控制提供理论依据。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，步骤如下：
[0006]步骤1、将实体网络抽象成一张图，并根据网络节点和链路的物理属性、性能，赋予拓扑图节点和边设定的权重，得到网络映射的有权拓扑图G；
[0007]步骤2、基于网络的有权拓扑图，选择能够尽量将网络节点数均分的链路和能够将权重较大节点分裂到较小子网络的链路，作为备选攻击链路；
[0008]步骤3、根据有权割裂度、链路攻击成本和攻击收益率的定义，计算步骤2中所选攻击链路的攻击收益率；
[0009]步骤4、根据步骤3攻击收益率计算结果，按攻击收益率从大到小，明确攻击链路顺序，即为最优的攻击策略。
[0010]进一步地，步骤2所述选择能够尽量均分网络节点数量和将权重较大节点分裂到较小子网络的链路作为备选攻击链路，具体如下：
[0011]基于网络有权拓扑图，考虑所能承受的攻击成本，优先选取破坏后能够尽量均分网络节点数量的链路组，在此基础之上，优先选取将权重较大节点分裂到较小子网络的链
路组。
[0012]进一步地，步骤3中所述有权割裂度，具体计算过程如下：
[0013]有权割裂度表示互不连通的节点对的权重之和占攻击前原网络所有连通节点对权重之和的比例，即
[0014][0015]其中，CR表示网络拓扑图的有权割裂度，n为网络节点数，b为攻击后子网络数，p、q分别表示第p、q个子网络，n
p
、n
q
分别表示第p、q个子网络的节点数量；w
i
、w
j
分别为节点i、j的权重，w
pi
、w
qj
分别为割裂后第p、q个子网中第i、j个节点的权重。
[0016]进一步地，步骤3中所述链路攻击成本，具体计算过程如下：
[0017]链路攻击成本表示攻击该链路所耗费的攻击成本，与链路权重成正比，即
[0018]Cl
i
＝kw
ei
[0019]其中，Cl
i
为攻击链路i所耗费的成本，w
ei
为第i条链路的权重，k为比例系数。
[0020]进一步地，步骤3中所述攻击收益率，具体计算过程如下：
[0021]攻击收益率表示链路攻击中耗费的单位攻击成本能获得的有权割裂度，即
[0022][0023]其中P
CR
为攻击收益率，CR为有权割裂度，∑Cl
i
为攻击链路的成本之和。
[0024]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)考虑网络节点和链路的重要性差异，建立网络的有权拓扑图，提出基于拓扑有权割裂度的链路攻击模型，提高了模型的准确性；(2)所建立的链路攻击策略不仅理论分析了攻击链路的优化选取方法，还提出了具体的攻击链路选取原则，有权隔离度的计算量也相对较小，提高了实际攻击的可操作性。
附图说明
[0025]图1为本专利技术基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击策略的流程图。
[0026]图2为实施实例的网络有权拓扑图。
具体实施方式
[0027]本专利技术针对网络对抗中链路的最优攻击策略建立问题，提出一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法。通过建立网络的有权拓扑图，计算链路攻击后网络节点的有权割裂度和链路攻击成本，以攻击收益率为目标，研究分析了最优攻击链路的选取原则，制定了相应的攻击策略。
[0028]结合图1，本专利技术提出一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，具体实施方式为：
[0029]步骤1、将实体网络抽象成一张图，并根据网络节点和链路的物理属性、性能等赋予拓扑图节点和边一定的权重，得到网络映射的有权拓扑图G；
[0030]步骤2、基于网络的有权拓扑图，观察选择备选攻击链路组，选取原则是：这些链路
在被攻击后，能够尽量将网络节点数均分，在次基础之上能够将权重较大节点分裂到较小子网络中；
[0031]步骤3、根据有权割裂度、链路攻击成本和攻击收益率的定义，计算步骤2中所选攻击链路的攻击收益率；
[0032]有权割裂度、攻击成本和攻击收益率的定义和计算方法，具体如下：
[0033]有权割裂度表示互不连通的节点对的权重之和占攻击前原网络所有连通节点对权重之和的比例，即
[0034][0035]其中，CR表示网络拓扑图的有权割裂度，n为网络节点数，b为攻击后子网络数，p、q分别表示第p、q个子网络，n
p
、n
q
分别表示第p、q个子网络的节点数量。w
i
、w
j
分别为节点i、j的权重，w
pi
、w
qj
分别为割裂后第p、q个子网中第i、j个节点的权重。
[0036]链路攻击成本表示攻击该链路所耗费的攻击成本，其与链路权重成正比，即
[0037]Cl
i
＝kw
ei
[0038]其中，Cl
i
为攻击链路i所耗费的成本，w
ei
为第i条链路的权重，k为比例系数。
[0039]攻击收益率表示链路攻击中耗费的单位攻击成本能获得的有权割裂度，即
[0040][0041]其中P
CR
为攻击收益率，CR为有权割裂度，∑Cl
i
为攻击链路的成本之和。
[0042]步骤4、根据步骤3中的计算结果，在满足现有攻击资源的情况下，按照攻击收益率由大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、将实体网络抽象成一张图，并根据网络节点和链路的物理属性、性能，赋予拓扑图节点和边设定的权重，得到网络映射的有权拓扑图G；步骤2、基于网络的有权拓扑图，选择能够尽量将网络节点数均分的链路和能够将权重较大节点分裂到较小子网络的链路，作为备选攻击链路；步骤3、根据有权割裂度、链路攻击成本和攻击收益率的定义，计算步骤2中所选攻击链路的攻击收益率；步骤4、根据步骤3攻击收益率计算结果，按攻击收益率从大到小，明确攻击链路顺序，即为最优的攻击策略。2.根据权利要求1所述的基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，其特征在于，步骤2所述选择能够尽量均分网络节点数量和将权重较大节点分裂到较小子网络的链路作为备选攻击链路，具体如下：基于网络有权拓扑图，考虑所能承受的攻击成本，优先选取破坏后能够尽量均分网络节点数量的链路组，在此基础之上，优先选取将权重较大节点分裂到较小子网络的链路组。3.根据权利要求1或2所述的基于拓扑有权割裂度的网络链路攻击方法，其特征在于，步骤3中所述有权割裂度，具体计算过程如下：有权割裂度表示互不连通的节点对的权重之和占攻击前原网络所有连通节点对权重之和的比例，即其中，CR表示网络拓扑图的有权割裂度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星，雷迎科，毕大平，金虎，潘必胜，滕飞，陈翔，李扬，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：