CN114844786A - 一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物联网技术领域，且公开了一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，通过以异构图结构的形式进行描述，对图G的描述为G＝<E,R>，整个图包括本体的集合E和关系的集合R两个部分，进一步描述如下：本体(Entity，简写为E)在整个图结构中以节点的形式存在，分为两类，分别是核心本体(Central Entity，简写为CE)和附属本体(AffiliatedEntity，简写为AE)，一般描述为E＝<CE,AE>，其中，CE是结构中最主要的本体。该基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，主体类型多样，关系类型多样，相比传统的物联网资源描述方法，可有效描述物联网复杂、异构、多样化的整体资源拓扑情况，同时，该发明丰富的描述方法可以辅助构筑更安全的物联网防御体系。

Description

一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体为一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法。
背景技术
当前物联网应用场景广泛、服务能力多样、异构资源繁多，涉及的资源接入协议及方式都缺乏统一的标准，使得在物联网整体部署、资源描述及可信管理上都需要投入大量的开发人员，既需要打通自底向上的完整数据接入和描述，还需要时刻监管资源的可信度及权限分配，当前的物联网应用中，资源的统一描述多采用独立的设备描述，或是基于能力的设备描述方法，这就导致在物联网规模扩大、资源增加的时候，对设备的描述将存在众多冗余并占用大量的存储空间，而且，当前的资源描述方法仅从设备或能力的角度进行描述，这限制了从诸如时间、地域等多维度进行物联网资源管理及共享的能力。
同时，物联网智能终端数量庞大、接入环境复杂，以及云、远程访问等新一代信息技术的快速演进导致平台、业务、用户、终端呈现多样化趋势，传统的物理网络边界逐渐瓦解，在传感感知、应用服务等诸多层面的安全风险和脆弱性日益凸显，而当前的物联网设备描述方法在整个物联网的描述表示上过于简单，仅仅考虑了设备或者能力，不能完整描述整个物联网的复杂情况，在信誉度评估上多是仅对用户进行信誉度建模，也因此，不能为物联网在整体的安全架构上提供辅助分析等功能
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法,具备有效描述物联网复杂、异构、多样化的整体资源拓扑情况，更安全的物联网防御体系，提升管理效率和安全性优点，解决了物联网描述简单，不能完整描述物联网的复杂情况，不能为物联网提供辅助分析。
(二)技术方案
为实现上述有效描述物联网复杂、异构、多样化的整体资源拓扑情况，更安全的物联网防御体系，提升管理效率和安全性效果，本发明提供如下技术方案：一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，包括以下步骤：
S1、向异构信息图谱中添加新资源本体及其附属本体
通过以异构图结构的形式进行描述，对图G的描述为G＝<E,R>，整个图包括本体的集合E和关系的集合R两个部分，进一步描述如下：本体(Entity，简写为E)在整个图结构中以节点的形式存在，分为两类，分别是核心本体(Central Entity，简写为CE)和附属本体(Affiliated Entity，简写为AE)，一般描述为E＝<CE,AE>，其中，CE是结构中最主要的本体，每个CE的编号是唯一确定的，AE通常表示次要的本体，比如属性等，AE一般只与对应的CE有联系，张某如果是新加入的资源，其附属本体包括但不限于姓名、邮箱、电话箱。
S2、根据附属本体的历史信誉度评估新资源本体的本体信誉度
设备的属性至少包括设备标识及设备IP地址；型号的属性至少包括该型号的设备类型、该型号的驱动描述及该型号的驱动包；能力的属性至少包括能力模型以及能力包；微能力的属性至少包括访问参数、API类型及该微能力的网络地址；区域的属性至少包括区域的地理坐标及区域编号；人员的属性至少包括人员的姓名、邮箱以及电话，本体信誉度由其附属本体的信誉度计算得到。
S3、根据新资源本体在异构信息图谱中在各核心本体间的关系评估新资源本体的相关信誉度
关系(Relation，简写为R)在整个图结构中以边的形式存在，分为两类，分别是有向关系(Directed Relation，简写为DR)和无向关系(Undirected Relation，简写为UR)，一般描述为R＝<DR,UR>，张某的相关信誉度由A1、A2、D1、D2、M01的信誉度计算得到。
S4、根据本体信誉度和相关信誉度计算新资源本体的信誉度
无向关系描述的是核心本体和附属本体之间的关系，是无方向性的，表示核心本体拥有某种附属本体的属性。这里，具体地，设备包含有属性IP地址和设备标识，型号包含有属性设备类型、驱动描述和驱动包，能力包含有属性能力模型和能力包，微能力包含有属性网络地址和参数，区域包含有属性地理坐标和区域编号，人员包含有属性姓名、电话和邮箱，可以直接计算附属本体信誉度和相关信誉度之和作为核心本体的信誉度，也可以为两个相关项分别分配加权值以计算核心本体的最终信誉度。
S5、更新异构信息图谱
人员与区域的关系，管理和被管理，具体有，张某管理区域1，区域2被张某管理，人员与设备的关系，属于和拥有，具体有，张某拥有设备1、设备2，设备3属于李某，王某拥有设备4，将张某的资源关系添加入原有的异构信息图谱中。
S6、变更异构信息图谱中旧资源的信誉度
设备与微能力的关系，具有和实现于，具体有，设备1具有微能力3，微能力1可以实现于设备2，设备3具有微能力2、微能力6，设备4具有微能力4、微能力5，设备与型号的关系，属于和包含，具体有，设备1、设备2属于型号1，型号2包含设备3、设备4李某的信誉度因为某些原因需要变更，在图谱中则先变更其信誉度。
S7、重新计算图谱中的相关资源的信誉度
设备与型号的关系，属于和包含，具体有，设备1、设备2属于型号1，型号2包含设备3、设备4，区域与设备的关系，部署于和具有，具体有，区域1具有设备2、设备3，设备1、设备4部署于区域2，图谱中与李某相关的D3的信誉度也将重新计算。
S8、再次更新异构信息图谱
能力与型号的关系，支持和被支持，具体有，能力1被型号1、型号2支持，型号2支持能力2，能力与微能力的关系，实现和虚拟化。具体有，能力1的实现是微能力1、微能力2、微能力3、微能力4，能力2是微能力5、微能力6的虚拟化；变更D3的信誉度。
优选的，所述步骤1中，核心本体包括：设备(Device，CE_D)，这里包括设备1(D1)、设备2(D2)、设备3(D3)、设备4(D4)；型号(Model，CE_M)，这里包括型号1(M01)、型号2(M02)；能力(Capacity，CE_C)，这里包括能力1(C1)、能力2(C2)；微能力(Micro-Capacity，CE_MC)；包括微能力1(MC1)、微能力2(MC2)、微能力3(MC3)、微能力4(MC4)、微能力5(MC5)、微能力6(MC6)；区域(Area，CE_A)，这里包括区域1(A1)、区域2(A2)；人员(Person，CE_P)，这里包括张某、李某、王某。
优选的，所述步骤1中，附属本体包括设备的属性，这里包括IP地址、设备标识；型号的属性，这里包括设备类型、驱动描述、驱动包；能力的属性，这里包括能力模型、能力包；微能力的属性，这里包括网络地址、参数；区域的属性，这里包括地理坐标、区域编号；人员的属性，这里包括姓名、电话、邮箱。
优选的，所述步骤S3中,DR描述的是核心本体之间的关系，是有方向性的,UR描述的是核心本体和附属本体之间的关系，是无方向性的。
优选的，所述步骤S3中,设备与型号的关系至少包括某设备属于某型号、某型号包含某设备；设备与区域的关系至少包括某设备部署于某区域、某区域具有某设备；设备与人员的关系至少包括某设备属于某人员、某人员拥有某设备。
优选的，所述步骤S3中,设备与微能力的关系至少包括某设备具有某微能力、某微能力实现于某设备；型号与微能力的关系至少包括某型号支持某微能力、某微能力被某型号支持。
优选的，所述步骤S3中,型号与能力的关系至少包括某型号支持某能力、某能力被某型号支持；能力与微能力的关系至少包括某能力是某微能力的虚拟化、某微能力是某能力的实现。
优选的，所述步骤S3中,微能力与区域的关系至少包括某微能力部署于某区域、某区域具有某微能力；区域与人员的关系至少包括某区域被某人员管理、某人员管理某区域。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，具备以下有益效果：
1、该基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，主体类型多样，关系类型多样，相比传统的物联网资源描述方法，可有效描述物联网复杂、异构、多样化的整体资源拓扑情况，同时，该发明丰富的描述方法可以辅助构筑更安全的物联网防御体系。
2、该基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，通过基于图谱结构进行包括新资源的综合信誉度评估和旧资源的关联变更，在提高信誉度评估的可靠性的同时，该方法使得管理人员可以对复杂的物联网资源网络进行高效权限管理，提升了管理的效率和安全性。
附图说明
图1为本发明描述方法示意图；
图2为本发明流程示意图；
图3为本发明另一个流程示意图；
图4本发明描述方法实施例示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，包括以下步骤：
S1、向异构信息图谱中添加新资源本体及其附属本体
通过以异构图结构的形式进行描述，对图G的描述为G＝<E,R>，整个图包括本体的集合E和关系的集合R两个部分，进一步描述如下：本体(Entity，简写为E)在整个图结构中以节点的形式存在，分为两类，分别是核心本体(Central Entity，简写为CE)和附属本体(Affiliated Entity，简写为AE)，一般描述为E＝<CE,AE>。其中，CE是结构中最主要的本体，每个CE的编号是唯一确定的，AE通常表示次要的本体，比如属性等，AE一般只与对应的CE有联系，张某如果是新加入的资源，其附属本体包括但不限于姓名、邮箱、电话箱，核心本体包括：设备(Device，CE_D)，这里包括设备1(D1)、设备2(D2)、设备3(D3)、设备4(D4)；型号(Model，CE_M)，这里包括型号1(M01)、型号2(M02)；能力(Capacity，CE_C)，这里包括能力1(C1)、能力2(C2)；微能力(Micro-Capacity，CE_MC)；包括微能力1(MC1)、微能力2(MC2)、微能力3(MC3)、微能力4(MC4)、微能力5(MC5)、微能力6(MC6)；区域(Area，CE_A)，这里包括区域1(A1)、区域2(A2)；人员(Person，CE_P)，这里包括张某、李某、王某，附属本体包括设备的属性，这里包括IP地址、设备标识；型号的属性，这里包括设备类型、驱动描述、驱动包；能力的属性，这里包括能力模型、能力包；微能力的属性，这里包括网络地址、参数；区域的属性，这里包括地理坐标、区域编号；人员的属性，这里包括姓名、电话、邮箱。
S2、根据附属本体的历史信誉度评估新资源本体的本体信誉度
如下表所示，所述设备的属性至少包括设备标识及设备IP地址；型号的属性至少包括该型号的设备类型、该型号的驱动描述及该型号的驱动包；能力的属性至少包括能力模型以及能力包；微能力的属性至少包括访问参数、API类型及该微能力的网络地址；区域的属性至少包括区域的地理坐标及区域编号；人员的属性至少包括人员的姓名、邮箱以及电话，本体信誉度由其附属本体的信誉度计算得到，
Figure BDA0003575858090000071
S3、根据新资源本体在异构信息图谱中在各核心本体间的关系评估新资源本体的相关信誉度
关系(Relation，简写为R)在整个图结构中以边的形式存在，分为两类，分别是有向关系(Directed Relation，简写为DR)和无向关系(Undirected Relation，简写为UR)，一般描述为R＝<DR,UR>，张某的相关信誉度由A1、A2、D1、D2、M01的信誉度计算得到，DR描述的是核心本体之间的关系，是有方向性的,UR描述的是核心本体和附属本体之间的关系，是无方向性的，设备与型号的关系至少包括某设备属于某型号、某型号包含某设备；设备与区域的关系至少包括某设备部署于某区域、某区域具有某设备；设备与人员的关系至少包括某设备属于某人员、某人员拥有某设备，设备与微能力的关系至少包括某设备具有某微能力、某微能力实现于某设备；型号与微能力的关系至少包括某型号支持某微能力、某微能力被某型号支持，型号与能力的关系至少包括某型号支持某能力、某能力被某型号支持；能力与微能力的关系至少包括某能力是某微能力的虚拟化、某微能力是某能力的实现，微能力与区域的关系至少包括某微能力部署于某区域、某区域具有某微能力；区域与人员的关系至少包括某区域被某人员管理、某人员管理某区域。
S4、根据本体信誉度和相关信誉度计算新资源本体的信誉度
无向关系描述的是核心本体和附属本体之间的关系，是无方向性的，表示核心本体拥有某种附属本体的属性。这里，具体地，设备包含有属性IP地址和设备标识，型号包含有属性设备类型、驱动描述和驱动包，能力包含有属性能力模型和能力包，微能力包含有属性网络地址和参数，区域包含有属性地理坐标和区域编号，人员包含有属性姓名、电话和邮箱，可以直接计算附属本体信誉度和相关信誉度之和作为核心本体的信誉度，也可以为两个相关项分别分配加权值以计算核心本体的最终信誉度。
S5、更新异构信息图谱
人员与区域的关系，管理和被管理，具体有，张某管理区域1，区域2被张某管理，人员与设备的关系，属于和拥有，具体有，张某拥有设备1、设备2，设备3属于李某，王某拥有设备4，将张某的资源关系添加入原有的异构信息图谱中。
S6、变更异构信息图谱中旧资源的信誉度
设备与微能力的关系，具有和实现于，具体有，设备1具有微能力3，微能力1可以实现于设备2，设备3具有微能力2、微能力6，设备4具有微能力4、微能力5，设备与型号的关系，属于和包含，具体有，设备1、设备2属于型号1，型号2包含设备3、设备4李某的信誉度因为某些原因需要变更，在图谱中则先变更其信誉度。
S7、重新计算图谱中的相关资源的信誉度
设备与型号的关系，属于和包含，具体有，设备1、设备2属于型号1，型号2包含设备3、设备4，区域与设备的关系，部署于和具有，具体有，区域1具有设备2、设备3，设备1、设备4部署于区域2，图谱中与李某相关的D3的信誉度也将重新计算。
S8、再次更新异构信息图谱
能力与型号的关系，支持和被支持，具体有，能力1被型号1、型号2支持，型号2支持能力2，能力与微能力的关系，实现和虚拟化。具体有，能力1的实现是微能力1、微能力2、微能力3、微能力4，能力2是微能力5、微能力6的虚拟化；变更D3的信誉度。
通过基于图谱结构进行包括新资源的综合信誉度评估和旧资源的关联变更，在提高信誉度评估的可靠性的同时，该方法使得管理人员可以对复杂的物联网资源网络进行高效权限管理，提升了管理的效率和安全性，主体类型多样，关系类型多样，相比传统的物联网资源描述方法，可有效描述物联网复杂、异构、多样化的整体资源拓扑情况，同时，该发明丰富的描述方法可以辅助构筑更安全的物联网防御体系。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向异构信息图谱中添加新资源本体及其附属本体
通过以异构图结构的形式进行描述，对图G的描述为G＝<E,R>，整个图包括本体的集合E和关系的集合R两个部分，进一步描述如下：本体(Entity，简写为E)在整个图结构中以节点的形式存在，分为两类，分别是核心本体(Central Entity，简写为CE)和附属本体(Affiliated Entity，简写为AE)，一般描述为E＝<CE,AE>。其中，CE是结构中最主要的本体，每个CE的编号是唯一确定的，AE通常表示次要的本体，比如属性等，AE一般只与对应的CE有联系，张某如果是新加入的资源，其附属本体包括但不限于姓名、邮箱、电话箱。
S2、根据附属本体的历史信誉度评估新资源本体的本体信誉度
设备的属性至少包括设备标识及设备IP地址；型号的属性至少包括该型号的设备类型、该型号的驱动描述及该型号的驱动包；能力的属性至少包括能力模型以及能力包；微能力的属性至少包括访问参数、API类型及该微能力的网络地址；区域的属性至少包括区域的地理坐标及区域编号；人员的属性至少包括人员的姓名、邮箱以及电话，本体信誉度由其附属本体的信誉度计算得到；
S3、根据新资源本体在异构信息图谱中在各核心本体间的关系评估新资源本体的相关信誉度
关系(Relation，简写为R)在整个图结构中以边的形式存在，分为两类，分别是有向关系(Directed Relation，简写为DR)和无向关系(Undirected Relation，简写为UR)，一般描述为R＝<DR,UR>，张某的相关信誉度由A1、A2、D1、D2、M01的信誉度计算得到；
S4、根据本体信誉度和相关信誉度计算新资源本体的信誉度
无向关系描述的是核心本体和附属本体之间的关系，是无方向性的，表示核心本体拥有某种附属本体的属性。这里，具体地，设备包含有属性IP地址和设备标识，型号包含有属性设备类型、驱动描述和驱动包，能力包含有属性能力模型和能力包，微能力包含有属性网络地址和参数，区域包含有属性地理坐标和区域编号，人员包含有属性姓名、电话和邮箱，可以直接计算附属本体信誉度和相关信誉度之和作为核心本体的信誉度，也可以为两个相关项分别分配加权值以计算核心本体的最终信誉度；
S5、更新异构信息图谱
人员与区域的关系，管理和被管理，具体有，张某管理区域1，区域2被张某管理，人员与设备的关系，属于和拥有，具体有，张某拥有设备1、设备2，设备3属于李某，王某拥有设备4，将张某的资源关系添加入原有的异构信息图谱中；
S6、变更异构信息图谱中旧资源的信誉度
设备与微能力的关系，具有和实现于，具体有，设备1具有微能力3，微能力1可以实现于设备2，设备3具有微能力2、微能力6，设备4具有微能力4、微能力5，设备与型号的关系，属于和包含，具体有，设备1、设备2属于型号1，型号2包含设备3、设备4李某的信誉度因为某些原因需要变更，在图谱中则先变更其信誉度；
S7、重新计算图谱中的相关资源的信誉度
设备与型号的关系，属于和包含，具体有，设备1、设备2属于型号1，型号2包含设备3、设备4，区域与设备的关系，部署于和具有，具体有，区域1具有设备2、设备3，设备1、设备4部署于区域2，图谱中与李某相关的D3的信誉度也将重新计算；
S8、再次更新异构信息图谱
能力与型号的关系，支持和被支持，具体有，能力1被型号1、型号2支持，型号2支持能力2，能力与微能力的关系，实现和虚拟化。具体有，能力1的实现是微能力1、微能力2、微能力3、微能力4，能力2是微能力5、微能力6的虚拟化；变更D3的信誉度。
2.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤1中，核心本体包括：设备(Device，CE_D)，这里包括设备1(D1)、设备2(D2)、设备3(D3)、设备4(D4)；型号(Model，CE_M)，这里包括型号1(M01)、型号2(M02)；能力(Capacity，CE_C)，这里包括能力1(C1)、能力2(C2)；微能力(Micro-Capacity，CE_MC)；包括微能力1(MC1)、微能力2(MC2)、微能力3(MC3)、微能力4(MC4)、微能力5(MC5)、微能力6(MC6)；区域(Area，CE_A)，这里包括区域1(A1)、区域2(A2)；人员(Person，CE_P)，这里包括张某、李某、王某。
3.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤1中，附属本体包括设备的属性，这里包括IP地址、设备标识；型号的属性，这里包括设备类型、驱动描述、驱动包；能力的属性，这里包括能力模型、能力包；微能力的属性，这里包括网络地址、参数；区域的属性，这里包括地理坐标、区域编号；人员的属性，这里包括姓名、电话、邮箱。
4.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤S3中,DR描述的是核心本体之间的关系，是有方向性的,UR描述的是核心本体和附属本体之间的关系，是无方向性的。
5.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤S3中,设备与型号的关系至少包括某设备属于某型号、某型号包含某设备；设备与区域的关系至少包括某设备部署于某区域、某区域具有某设备；设备与人员的关系至少包括某设备属于某人员、某人员拥有某设备。
6.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤S3中,设备与微能力的关系至少包括某设备具有某微能力、某微能力实现于某设备；型号与微能力的关系至少包括某型号支持某微能力、某微能力被某型号支持。
7.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤S3中,型号与能力的关系至少包括某型号支持某能力、某能力被某型号支持；能力与微能力的关系至少包括某能力是某微能力的虚拟化、某微能力是某能力的实现。
8.根据权利要求1所述的一种基于异构信息图谱的物联网资源信誉度评估方法，其特征在于，所述步骤S3中,微能力与区域的关系至少包括某微能力部署于某区域、某区域具有某微能力；区域与人员的关系至少包括某区域被某人员管理、某人员管理某区域。
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