復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的病毒傳播模型及其免疫策略研究.pdf

1、目前，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究已日漸成熟，并且已滲透到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，其研究不僅局限于數(shù)學(xué)領(lǐng)域，也正滲透到生命學(xué)科和工程學(xué)科等眾多不同的領(lǐng)域，同時(shí)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析和生物網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域也取得了一系列成就。隨著對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的傳播機(jī)制也演變成為其中的一個(gè)重要分支。傳播現(xiàn)象在自然界和人類社會(huì)生活中廣泛存在，如病毒傳播，謠言傳播等。而隨著人們之間的交流不斷密切，不管是網(wǎng)絡(luò)中的病毒爆發(fā)還是社會(huì)生活當(dāng)中的疾病傳播，都會(huì)給人類的生活及經(jīng)濟(jì)

2、帶來巨大的影響。這些問題促使研究者們對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的傳播規(guī)律進(jìn)行研究。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)病毒傳播的研究包括病毒傳播模型的研究和網(wǎng)絡(luò)免疫策略的研究。
　　 隨著流行病在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的大規(guī)模爆發(fā)，計(jì)算機(jī)病毒也在肆意吞噬著因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)。由于郵件是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中最頻繁的應(yīng)用服務(wù)之一，因此依附于郵件的病毒傳播也開始出現(xiàn)，并造成了一系列損失。傳統(tǒng)的病毒傳播主要依靠個(gè)體接觸，主要模型有Susceptible-Infected(SI)模型、Susceptible

3、-Infected-Susceptible(SIS)模型和Susceptible-Infected-Removed(SIR)模型等。然而，郵件病毒的傳播不僅受傳統(tǒng)的個(gè)體接觸的影響，同時(shí)也受很多其他因素影響。例如用戶的背景知識，抵抗病毒的自我保護(hù)能力和用戶間的信任度等。因此，傳統(tǒng)的流行病傳播模型已不再適合用來描述這類網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播。同時(shí)，針對網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，前人又提出了隨機(jī)免疫策略、熟人免疫策略、目標(biāo)免疫策略以及各種改進(jìn)的免疫策略。因此，

4、一個(gè)可靠模型的建立和相關(guān)免疫策略的提出被認(rèn)為是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。本文通過分析郵件病毒傳播的方式和特點(diǎn)，提出一種改進(jìn)的傳播模型即具有自我保護(hù)能力和信任度的交互式郵件病毒傳播模型，同時(shí)針對交互式郵件病毒傳播模型提出一種基于節(jié)點(diǎn)重要性的動(dòng)態(tài)免疫算法。
　　 本文的主要工作包括:
　　 1)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)病毒傳播模型研究
　　 目前已有的病毒傳播模型都只是基于個(gè)體接觸的。通過分析郵件病毒傳播的方式和特點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)用戶自身對

5、病毒的抵抗能力和用戶間的信任度等因素也嚴(yán)重影響了病毒的傳播。為此，本文基于用戶對病毒的自我保護(hù)能力和信任度提出一種新的交互式傳播模型。我們的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的模型能精確的描述病毒傳播的過程，且網(wǎng)絡(luò)中被感染個(gè)體數(shù)量也相當(dāng)?shù)?。與此同時(shí)，在新模型中研究不同影響因子對病毒傳播的影響，可為網(wǎng)絡(luò)的免疫提供新方法。
　　 2)網(wǎng)絡(luò)免疫策略相關(guān)研究
　　 目前大多數(shù)免疫策略都是只利用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的局部度信息或介數(shù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行免疫，這種方