基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術

(商洛學院 數學與計算機應用學院，陜西 商洛 726000)

0 引言

高速發展的科學技術對雷達控制的精度要求越來越高，在不斷提升雷達控制精度的同時，雷達控制系統的魯棒性問題也隨之而來[1]。雷達控制系統在保證系統穩定的同時，應控制動態特性變化盡可能小，即提升雷達控制系統的穩定魯棒性和性能魯棒性。目前已有相關學者對雷達控制系統魯棒性的優化做出了研究，并取得了一定的研究成果[2-3]。

文獻[4]提出基于加密技術的雷達控制系統魯棒性增強技術，其加密技術為傳輸通道加密技術，但此種加密模式只能夠保障數據傳輸過程中雷達控制系統的強魯棒性，無法保障終端的完全強魯棒性，若數據發生被迫解密的情況，則無法保障雷達控制系統的魯棒性，使系統處于風險之中。文獻[5]提出基于卡爾曼濾波器的雷達控制系統魯棒性增強技術。采用容積卡爾曼濾波器優化雷達控制系統的魯棒性。該方法能有效提升雷達控制系統的魯棒性，但雷達控制系統的控制效率較差。

針對上述方法存在的問題，本文提出一種新型的基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術，根據信息流控制語言代數形式對收集的數據進行解析處理，對雷達控制系統進行伺服控制，在此基礎上增強雷達控制系統的魯棒性。并設計了實驗驗證該技術的有效性。

1 基于HDFS跟蹤的雷達控制系統數據收集

本文HDFS體系選取主從結構方式進行研究，整體體系由終端用戶、名字、數據網絡節點組成。其關鍵數據通信道口涵蓋客戶端與名字網絡節點連接口，客戶端與數據網絡節點連接口以及數據網絡節點間連接口。其整體體系圖如圖1所示。

圖1 整體體系圖

為進一步加強HDFS對雷達控制系統數據的追蹤與控制，選用信息流控制語言代數對雷達控制系統數據進行收集。利用SALH進行語義與語法增強篩選，并設置系統基礎構成表達式e，其中，A表示控制器終端，F表示名字網絡節點，K表示數據網絡節點，G則為放置在名字網絡節點中的雷達控制系統信息，H為數據網絡節點中的數據塊結構[6]。其表達式如下：

(1)

在此式中，如果最終計算結果e=0，在代表該控制器終端不具備收集此類雷達控制系統信息的功能，如果最終計算結果e=1，則表示該控制器終端端具備收集此類雷達控制系統信息的能力[7]。將結果e組成標記格，如圖2所示。

圖2 標記格圖

在標記格中，具備基礎標記類型以及標記值域，其中標記值域為數量乘積格，并與基礎表及類型相匹配。其頂部元素值為空值，底部元素值為任意值。將Q作為控制器接收能力，Q由不同的結果e組成，若結果e=1，則表示該控制器具備接收此類控制數據的能力，若結果e=0，則表示該控制器不具備接收此類控制數據的能力。

進一步加強系統對數據的加密能力，并根據所得數據分析密鑰標記的具體位置，由此確定數據密文標記的位置，從而排除標準范圍之外的數據因素影響，將channel作為連接通道的連接線，尋找最適合數據網絡節點存在的通道口，根據所顯示的動作或任務進行數據指令的執行。“-”代表動作或任務共同執行，“+”代表動作或任務選擇性目的執行[8]。將獲取的動作在字節名上進行數據文檔的創建，并按照相關指令對文檔進行打開操作，接著通過客戶端進行數據的讀取操作，將讀取的數據沿數據通道進行傳輸，根據SALH語義與語法對數據進行系統基本收集操作，在用戶界面的名字網絡字節設置文檔及目錄選擇目錄選擇內容主要包含文檔及選擇目錄路徑[9]。

首先，依據SALH語義與語法規則，以可讀文檔為主體，在接口通道中進行文檔發送的請求，并依照既定順序進行文檔數據模塊的收集與存儲，在請求發出之后，在原通信道口接收整體數據，并返回至系統原始狀態。按照信息數據判別能否正確打開數據收集操作系統，如果能夠正確打開，則將允許數據按照原始通道返回至初始數值，如果不能正確打開，則數據無法進行返回操作。數據收集讀取圖如圖2所示。

圖3 數據收集讀取圖

在經過數據程序化加密后，對符合條件的數據進行集中收集，獲得的收集過程可形式化描述如下:CD(C,S)channelCN.declassify(S，B,κ)→(C,S)。此時，整體系統的可形式化描述為：SYSTC(C，S)| N(N，κ)| D(B，κ)。

2 雷達控制系統伺服控制

在采集到所需數據后，需要依據所采集的數據樣本進一步實現雷達控制系統伺服控制。將采集的數據樣本設置標簽并復制，利用標簽隨數據傳播的原理對數據樣本追蹤控制，將條件數據控制在安全范圍內，本文標簽通過互斥，實現最小值特權與職責分離，在制定系統最小值時，只分配主體數據標簽相對應的基礎標簽，在制定系統職責分離原則時，分配給不同主體數據標簽不同的基礎標簽，并進一步進行集中數據操作[10-12]。

本文集中數據所需的元素與規則要素如圖4所示。

圖4 元素與規則要素圖

由圖4可知，集中數據控制包含進程操作、數據集中、信息標記以及整體操作共4個元素以及數據信息系統收發規則、數據信息創建規則與標記標簽傳播規則三個規則要素。其中，規則要素操控步驟如下：

1)數據信息系統收發規則:分析運行中的進程數據的收發過程，其中發送數據所需滿足的發生條件設置為：在所發送數據的全部標簽標記信號與進程的發送性能標簽，標記滿足偏離順序關系。

2)數據信息創建規則:經過數據復制方式對初始進程進行復制，并將復制后的進程放置到下一進程中，后一進程的伺服標簽標記完全繼承前一進程的伺服標簽標記，并經由fork創建進程來查詢數據是否可以利用新規則標簽標記新式進程。并采用執行模式進程對后一進程進行標記操作，以數據策略文檔屬性決定數據進程屬性，通過exe對數據進行加載，在執行特定的二進制指令之后，可使用此種規則進行數據信息的創建，并為下一步驟提供新進程的系統標簽標記。

3)標記標簽傳播規則:數據由C通道口向D通道口，在數據通的過程中，數據的標簽標記將隨之及時更新信息。本文的標簽標記傳播分為兩種情形：

(1)數據在傳播進程中進行內部標簽標記傳播。若程序指令的初始賦予數值c=d，數據由數據c向數據b，此時應將數據b中的數據信息進行更新，并進行最終傳播過程操作。

(2)數據在傳播進程中進行通信間的產生標記標簽傳播。若數據c向數據d經過套文接字進行了數據發送操作，則數據d在接受信息并存儲后會將本數據中的數據信息進行更新處理，實現整體數據的標記標簽傳播。

在實現規則要素操作后，即完成對雷達控制系統的伺服控制。

3 雷達控制系統性能魯棒性增強技術

在實現對雷達控制系統伺服控制后，進行雷達控制系統魯棒性增強操作。與原有的VMI、動態數據污點追蹤技術以及虛擬機自行處理技術相結合，本文在HDFS跟蹤狀況下，提供數據所需指令級別評估以及高程度信息通信追蹤控制機制。在虛擬機操控系統內部提供雷達控制系統信息通信數據字節差異比較系統，并從使用者角度分析操作系統合理性，如圖5所示。

圖5 雷達控制系統魯棒性增強圖

首先，對相應客戶程序運行中的數據進行魯棒性控制檢驗，檢測其是否符合強魯棒性標準，若不符合，則將數據返回至原始系統中，若符合，則進行下一步的處理。經由判別后的數據將自動歸為可執行數據，并實時建立安全插件，同時實現對雷達控制系統的動態魯棒性增強，測量系統數據的異常狀況，并將檢測后的結果執行審計操作，防止惡意破壞與侵擾。保證系統處于合理狀態，在Ubuntu9的環境下對數據進行程序機密配置，并檢測輸入數據中污點數據存在的可能性，向回調節數據函數信息記錄，監測其動狀況并記錄，當輸入數據進入get程序中時，依據策略數據程序進行數據篩選，判斷該數據信息是否為非法，并利用exe程序打開測試數據文檔，將符合的結果保存至數據通道中，以保證魯棒性增強的完整性。經由此上一系列處理，完成最終的雷達控制系統魯棒性增強操作。

4 實驗研究

4.1 實驗目的

為了檢測所提基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術的增強效果，與傳統雷達控制系統魯棒性增強技術進行對比，并分析實驗結果。

4.2 雷達控制系統魯棒性增強模型建立

針對雷達控制系統信息的龐雜性與數據魯棒性增強的特殊性，對其進行數據魯棒性增強技術分析，并構建雷達控制系統魯棒性增強模型，如圖6所示。

圖6 雷達控制系統魯棒性增強模型

根據上述雷達控制系統魯棒性增強模型，進行實驗參數的設定，如表1所示。

表1 實驗參數表

4.3 實驗結果與分析

根據上述雷達控制系統魯棒性增強模型進行實驗對比，將本文基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術的數據魯棒性增強效果與文獻[4]方法進行比較，得到的雷達控制系統魯棒性與控制效率對比圖如圖7所示。

圖7 雷達控制系統魯棒性對比圖

對比圖7可知，在相同的參數條件下，本文雷達控制系統魯棒性更強，造成此種現象的原因在于本文技術采用FALH語法與語義識別技術，在數據收集的同時對雷達控制系數據統進行篩選識別處理，減少數據中的干擾數據影響，過濾風險數據，增強數據的整體魯棒性性，從而進一步提高了雷達控制系統魯棒性。而文獻[4]提出的雷達控制系統魯棒性增強技術不具備此檢測功能，無法在龐雜的雷達控制系統中進行細致化篩選，對數據的初始處理效果較差，進而導致其雷達控制系統魯棒性較差。經實驗對比，不難看出本文基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術，具有一定的可行性，能抵干擾，增強整體數據的魯棒性。

圖8 控制效率對比圖

對比圖8可知，在實驗時間為10 s時，所提基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術的控制效率為62%，而文獻[4]提出的魯棒性增強技術的控制效率為24%。在實驗時間為20 s時，所提技術的控制效率為70%，而文獻[4]技術的控制效率為38%。造成此種差異的原因在于本文技術選取SQL注入模式，將數據在傳輸過程中進行注入清理，減少不必要數據的影響，進一步降低工作系統的工作時間，進而提高本文技術的控制效率。

在此后的對比實驗中，隨著實驗時間的不斷提高，本文技術的雷達控制系統控制效率不斷提高，且一直位于傳統技術的之上，此種現象成因為本文選用冷路徑檢測，能夠提高路徑檢測效率，并在控制數據運輸過程中保證數據的純潔性，減少其他風險數據的輸入概率，選取二進制模式，簡便運算方法，降低系統運算時間，利用數據降冪規則，減少復雜數據量，channel信道的連接進一步縮短了數據傳輸距離，減少傳輸損耗，進而提高了整體技術的控制效率。而傳統技術不具備此些性能，無法較好地解決數控制效率提高的問題。

經過以上對比分析可知，本文基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術的魯棒性與控制效率高于傳統雷達控制系統魯棒性增強技術，在一定程度上簡化了數據運算過程，提高了系統的整體測試識別性能，降低風險數據干擾率，減少數據傳輸損耗，具有更高的技術效能，同時擁有著更高的可推廣性。

5 結束語

本文在傳統技術研究的基礎上研究了一種新式基于HDFS跟蹤的雷達控制系統魯棒性增強技術，首先進行雷達控制系統數據收集，利用信息流控制代數語言對數據進行篩選處理，選擇適合本文技術的數據，進一步提高了處理系統在初次處理中的效率，并為下一步中的雷達控制系統魯棒性控制做了鋪墊。在雷達控制系統魯棒性控制中，采用SQL注入攻擊，對數據進行注入清理，減少數據在傳輸過程中的不必要損耗，進而增強本文技術的數據魯棒性。最后進行雷達控制系統魯棒性增強，在魯棒性控制的基礎上利用動作語言編寫，提高數據的自動處理能力，實現本文數據魯棒性增強效果的提升。

相較于傳統技術，本文技術在較大程度上降低了風險數據的干擾程度，簡化系統運作過程，進一步提高雷達控制系統魯棒性，選擇多模式處理方法，為數據魯棒性的增強提供更多選擇，處理時間較短，并提高了控制效率。