復雜網(wǎng)絡抗攻擊能力優(yōu)化問題的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的蓬勃發(fā)展及其日益廣泛地被應用于人們的日常生活，網(wǎng)絡攻擊事件層出不窮，如銀行客戶信息泄漏、聯(lián)想平板低價遭哄搶、根服務器故等，因此加強網(wǎng)絡保護、構建高魯棒性的網(wǎng)絡系統(tǒng)至關重要。復雜網(wǎng)絡作為有力工具能夠很好地刻畫真實世界中復雜系統(tǒng)的結構特征和典型動力學行為；復雜網(wǎng)絡的攻擊和保護問題成為相關領域的一個研究熱點。
　　本文在復雜網(wǎng)絡大背景下，綜合應用數(shù)理統(tǒng)計、控制、計算機仿真等多學科領域知識，圍繞“如何提升網(wǎng)絡的抗攻擊能力”

2、、“網(wǎng)絡抗攻擊能力與同步能力的關系”、“聚簇系數(shù)對相依網(wǎng)絡結構脆弱性的影響”這三個問題展開了深入研究，并取得了如下創(chuàng)新性研究成果：
　　(1)基于模擬退火算法的網(wǎng)絡抗攻擊能力優(yōu)化研究
　　基于網(wǎng)絡抗攻擊能力優(yōu)化問題，給出了調(diào)整網(wǎng)絡結構的保度邊交叉重連方法，建立了優(yōu)化模型，將網(wǎng)絡抗攻擊能力優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標組合優(yōu)化問題，緊接著在求解單目標組合優(yōu)化問題中引入了模擬退火算法，以求得全局范圍內(nèi)的最優(yōu)解，最后通過數(shù)值仿真實驗驗證了優(yōu)

3、化算法的有效性。同時，還記錄分析了結構優(yōu)化過程中重要的結構特征參數(shù)的變化規(guī)律。
　　(2)onion-like結構的動態(tài)無標度網(wǎng)絡同步能力分析
　　首先對網(wǎng)絡的抗攻擊能力進行了優(yōu)化，觀察發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的網(wǎng)絡拓撲結構呈onion-like狀，即度大的節(jié)點組成核心且從內(nèi)層到外層節(jié)點度值依次遞減；然后研究了具有onion-like結構的動態(tài)無標度網(wǎng)絡同步穩(wěn)定性。數(shù)值仿真結果表明隨著網(wǎng)絡抗攻擊能力的提升，其同步能力會減弱。同時，分析了

4、onion-like結構網(wǎng)絡的兩個典型結構參數(shù)，平均路徑長度和度相配系數(shù)，從理論角度解釋了抗攻擊能力提升同時同步能力減弱的原因。
　　(3)可調(diào)聚簇系數(shù)的相依網(wǎng)絡結構脆弱性分析
　　聚簇系數(shù)是影響網(wǎng)絡性能的重要參數(shù)之一，提出了聚簇系數(shù)可調(diào)的相依無標度網(wǎng)絡模型并采用了一種更為現(xiàn)實的攻擊策略---針對度大節(jié)點的蓄意攻擊。綜合考慮了聚簇性和相依偏好兩方面的因素，數(shù)值仿真結果表明兩個網(wǎng)絡之間相依邊的存在使得網(wǎng)絡抗攻擊能力變?nèi)?，且高?/p>