【摘要】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在自然界和人類社會中廣泛存在,如如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、蛋白白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)、電力網(wǎng)等,是研究自然界和人類社會中各種復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的重要工具。近年來,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究在許多領(lǐng)域都取得了重大成果。隨著對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的研究不斷深入,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)安全備受關(guān)注的大形勢,網(wǎng)絡(luò)的抗毀性優(yōu)化成為了新的研究熱點。由于現(xiàn)實生活中大多數(shù)網(wǎng)絡(luò),比如道路交通網(wǎng)、因特網(wǎng)等,都具有無標度特性。而無標度網(wǎng)絡(luò)中少量節(jié)點具有大量連接的特性,使得其在面對蓄意攻擊、擴散式攻擊等惡意攻擊時十分脆弱。因此,研究無標度網(wǎng)絡(luò)在惡意攻擊下的抗毀性優(yōu)化方法，對于真實世界網(wǎng)絡(luò)的抗毀性提高具有較好的指導(dǎo)意義與價值。本文旨在通過簡單有效的網(wǎng)絡(luò)改造策略對現(xiàn)有的無標度網(wǎng)絡(luò)進行改進,用最小的改進代價換取網(wǎng)絡(luò)抗毀性的最大提升,從而達到優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的目的。通過計算機仿真分析模擬三種不同攻擊模式(隨機攻擊,蓄意攻擊,擴散式攻擊)對優(yōu)化前后網(wǎng)絡(luò)的攻擊,并記錄攻擊過程中網(wǎng)絡(luò)性能的變化,與未優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)進行比較,以此評估所提出策略的有效性與可行性。本文的工作主要圍繞以下三:個部分:第一部分基于核心節(jié)點的劃分,提出了三種網(wǎng)絡(luò)增連接策略,在輕微改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與度分布的情況下,通過理論分析、量化不同策略對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響,以及計算機仿真動態(tài)攻擊評估,對三種策略對網(wǎng)絡(luò)抗毀性提升的效果進行了分析比較,綜合評價出最佳策略。第二部分基于節(jié)點的度進行網(wǎng)絡(luò)分層,以及網(wǎng)絡(luò)同配系數(shù)的變化,提出了兩種重連接策略,在僅改變網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)而不改變網(wǎng)絡(luò)度分布的情況下,通過理論分析、量化不同策略對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響,以及計算機仿真.動態(tài)攻擊評估,對兩種策略對網(wǎng)絡(luò)抗毀性提升的效果進行了分析比較,綜合評價出最佳策略。結(jié)介前丙部分的內(nèi)容,本文還對增連接策略與重連接策略在具有不同平均度的網(wǎng)絡(luò)上進行了對比研究,從而得出在增加/重連接數(shù)量一致的情況下,重連接策略的效果優(yōu)于增連接策略,但網(wǎng)絡(luò)平均度越大,兩種策略之間的差異越小。由于增連接與重連接對資源和成本的要求因?qū)嶋H情況而異,因此本文的結(jié)論可以用于在不同實際情況下,根據(jù)不同需求來指導(dǎo)最佳策略的選擇,從而更加有效的提升網(wǎng)絡(luò)的抗毀性。第三部分主要針對因特網(wǎng)的抗毀性,采用模擬因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合成網(wǎng)絡(luò)與真實因特網(wǎng)數(shù)據(jù),研究了前兩部分中所選擇的最佳策略對因特網(wǎng)抗毀性在三種不同攻擊模式下的提升效果。計算機仿真結(jié)果顯示了此兩種最佳策略對因特網(wǎng)的抗毀性具有較好的提升,同時,總體上來說重連接策略的效果優(yōu)于增連接策略。此研究結(jié)果對實際情況下因特網(wǎng)的模型改造也具有一定的指導(dǎo)意義與實用價值。本文的工作具有一定的創(chuàng)新型與實用性,將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)抗毀性研究與真實因特網(wǎng)抗毀性提升相結(jié)合,并取得了初步成果.未來的研究可以在此基礎(chǔ)上進行抗毀性策略的進一步優(yōu)化,在多種真實網(wǎng)絡(luò)上進行抗毀性測試,進而有望應(yīng)用于車載移動網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等真實網(wǎng)絡(luò)的抗毀性能優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.0

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