復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力優(yōu)化問(wèn)題的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展及其日益廣泛地被應(yīng)用于人們的日常生活，網(wǎng)絡(luò)攻擊事件層出不窮，如銀行客戶信息泄漏、聯(lián)想平板低價(jià)遭哄搶、根服務(wù)器故等，因此加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、構(gòu)建高魯棒性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)至關(guān)重要。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)作為有力工具能夠很好地刻畫(huà)真實(shí)世界中復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和典型動(dòng)力學(xué)行為；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的攻擊和保護(hù)問(wèn)題成為相關(guān)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　本文在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)大背景下，綜合應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、控制、計(jì)算機(jī)仿真等多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，圍繞“如何提升網(wǎng)絡(luò)的抗攻擊能力”

2、、“網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力與同步能力的關(guān)系”、“聚簇系數(shù)對(duì)相依網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性的影響”這三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)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(luò)抗攻擊能力優(yōu)化研究
　　基于網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力優(yōu)化問(wèn)題，給出了調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的保度邊交叉重連方法，建立了優(yōu)化模型，將網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)組合優(yōu)化問(wèn)題，緊接著在求解單目標(biāo)組合優(yōu)化問(wèn)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(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)

3、化算法的有效性。同時(shí)，還記錄分析了結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程中重要的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的變化規(guī)律。
　　(2)onion-like結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)同步能力分析
　　首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)的抗攻擊能力進(jìn)行了優(yōu)化，觀察發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈onion-like狀，即度大的節(jié)點(diǎn)組成核心且從內(nèi)層到外層節(jié)點(diǎn)度值依次遞減；然后研究了具有onion-like結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)同步穩(wěn)定性。數(shù)值仿真結(jié)果表明隨著網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力的提升，其同步能力會(huì)減弱。同時(shí)，分析了

4、onion-like結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)典型結(jié)構(gòu)參數(shù)，平均路徑長(zhǎng)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(shí)同步能力減弱的原因。
　　(3)可調(diào)聚簇系數(shù)的相依網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性分析
　　聚簇系數(shù)是影響網(wǎng)絡(luò)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(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型并采用了一種更為現(xiàn)實(shí)的攻擊策略---針對(duì)度大節(jié)點(diǎn)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(jié)果表明兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間相依邊的存在使得網(wǎng)絡(luò)抗攻擊能力變?nèi)酰腋呔?/p>