最优安全多层物联网网络设计

随着过去几十年互联网与通信技术的显著增长，物联网正实现异构物理设备与软件、传感器及执行器的泛在互联。物联网网络天然是双层的，云网络与蜂窝网络与底层设备到设备（D2D）通信共存。物联网的连接在面向关键任务和民用应用的信息传播中扮演重要角色。然而，物联网通信网络易受拒绝服务与干扰攻击等网络攻击，导致物联网网络中的链路被移除。在本工作中，我们开发了一个异构物联网网络设计框架，网络设计者可以通过添加链路来提供两节点间的额外通信路径，或通过投入资源保护链路免受攻击。通过预判战略性网络攻击，我们刻画了安全物联网网络的最优设计：首先为给定受保护链路预算下的安全网络所需链路数提供下界，随后开发一种构建满足异构网络设计规范的网络的方法。因此，所设计的异构物联网网络的每一层都能以最少资源抵御预定级别的恶意攻击。最后，我们提供了战场物联网的案例研究，以证实并说明所获得的结果。