利用隨機(jī)模型檢測(cè)技術(shù)來(lái)分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可生存性

　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的大量具有自治和無(wú)線通信協(xié)作能 力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。在大多數(shù)情況下網(wǎng)絡(luò)不可能檢測(cè)和 阻止所有的入侵，因此必須保證在發(fā)生入侵的情況下關(guān)鍵設(shè)施不間斷的提供服 務(wù)?？缮嫘哉綖榇硕Q生的關(guān)鍵服務(wù)保障技術(shù)。為了明確網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在遭遇故 障和攻擊后究竟是否具有繼續(xù)提供關(guān)鍵服務(wù)的能力，需要對(duì)可生存性進(jìn)行評(píng)估， 以便于對(duì)可生存網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與部署提供指導(dǎo)。

　　隨機(jī)模型檢測(cè)技術(shù)是一種對(duì)有限狀態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證的技術(shù)，通過(guò)建立相應(yīng)的 狀態(tài)系統(tǒng)模型來(lái)描述待驗(yàn)證系統(tǒng)，使用邏輯公式形式化規(guī)約待驗(yàn)證的性質(zhì)，然后 調(diào)用驗(yàn)證算法自動(dòng)化完成性質(zhì)的分析。隨機(jī)模型檢測(cè)高度自動(dòng)化的特點(diǎn)在分析系 統(tǒng)可靠性，安全性等指標(biāo)方面獲得了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。

　　基于隨機(jī)模型檢測(cè)技術(shù)具有快速、可靠、易用等特點(diǎn)，本文將利用隨機(jī)模型 檢測(cè)技術(shù)來(lái)分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可生存性，主要工作有以下三個(gè)方面：

　?。?）建立了在發(fā)生故障和攻擊下單節(jié)點(diǎn)行為演化的連續(xù)時(shí)間馬爾科夫鏈模 型，通過(guò)單節(jié)點(diǎn)行為模型的組合方式建立了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)行為演化的連續(xù)時(shí)間馬爾科 夫鏈模型。該網(wǎng)絡(luò)模型能夠刻畫(huà)節(jié)點(diǎn)之間的連通關(guān)系，規(guī)避了現(xiàn)有基于模型的分 析技術(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)分布與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的依賴性。

　?。?）PRISM 是目前最為先進(jìn)的隨機(jī)模型檢測(cè)工具，使用 PRISM 需要使用者具 有一定的并發(fā)系統(tǒng)知識(shí)，而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的工作者相對(duì)比較缺乏，因此開(kāi) 發(fā)了將網(wǎng)絡(luò)的初始部署映射為一個(gè) PRISM 建模語(yǔ)言描述的可生存評(píng)估模型的算 法，從而達(dá)到建模過(guò)程自動(dòng)化的目的。

　?。?）為了量化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在遭遇故障和攻擊后繼續(xù)提供關(guān)鍵服務(wù)的能力，建立了各種可生存性評(píng)估指標(biāo)的連續(xù)隨機(jī)邏輯 CSL 刻畫(huà)，包括 k-connectivity 概率、 穩(wěn)態(tài)可用性等等。將所建模型與描述可生存指標(biāo)的 CSL 公式輸入 PRISM，即可 完成可生存評(píng)估指標(biāo)的自動(dòng)化計(jì)算。這種應(yīng)用邏輯描述評(píng)估指標(biāo)的方式，可以使 只關(guān)注于指標(biāo)本身，而不用關(guān)心得到指標(biāo)數(shù)值的計(jì)算過(guò)程.