信息物理融合系统中恶意软件传播动力学研究

摘要：针对恶意软件在信息物理融合系统（cyber-physical system，cPS）中的传播机理难以描述的问题，提出了一种自适应SIQRS（susceptible―infected_quarantined-recovered_susceptible）传播动力学模型。该模型采用节点隔离机制描述CPS的感知和控制能力，引入链路重连机制刻画CPS的自适应性，进一步分析了恶意软件在CPs中的传播规则，并依据平均场理论建立了相应的微分动力学方程。不同参数条件下的仿真结果表明：当感染率小于存在阈值时，恶意软件无法在CPS内传播；当感染率大于存在阈值且小于传播阂值时，CPS发生滞后分岔并出现双稳态现象；当感染率大于传播阈值时，CPS稳定在地方病平衡状态；当参数满足特定条件时，CPS会发生Hopf分岔。研究表明，所提模型能够准确刻画恶意软件在CPS中的传播机理。

关键词：信息物理融合系统；恶意软件；非线性动力学；自适应性

中图分类号：TP311.5 文献标志码：A 文章编号：0253-987X（2015）04-0078-06