復雜網絡的病毒傳播模型及其免疫策略研究.pdf

1、目前，復雜網絡的研究已日漸成熟，并且已滲透到各個學科領域，其研究不僅局限于數學領域，也正滲透到生命學科和工程學科等眾多不同的領域，同時在計算機網絡控制、社會網絡分析和生物網絡等領域也取得了一系列成就。隨著對復雜網絡的研究，復雜網絡中的傳播機制也演變成為其中的一個重要分支。傳播現象在自然界和人類社會生活中廣泛存在，如病毒傳播，謠言傳播等。而隨著人們之間的交流不斷密切，不管是網絡中的病毒爆發(fā)還是社會生活當中的疾病傳播，都會給人類的生活及經濟

2、帶來巨大的影響。這些問題促使研究者們對復雜網絡上的傳播規(guī)律進行研究。復雜網絡病毒傳播的研究包括病毒傳播模型的研究和網絡免疫策略的研究。
　　 隨著流行病在社會網絡中的大規(guī)模爆發(fā)，計算機病毒也在肆意吞噬著因特網等網絡。由于郵件是網絡服務中最頻繁的應用服務之一，因此依附于郵件的病毒傳播也開始出現，并造成了一系列損失。傳統(tǒng)的病毒傳播主要依靠個體接觸，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)的個體接觸的影響，同時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絡病毒的傳播。同時，針對網絡的拓撲結構，前人又提出了隨機免疫策略、熟人免疫策略、目標免疫策略以及各種改進的免疫策略。因此，

4、一個可靠模型的建立和相關免疫策略的提出被認為是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。本文通過分析郵件病毒傳播的方式和特點，提出一種改進的傳播模型即具有自我保護能力和信任度的交互式郵件病毒傳播模型，同時針對交互式郵件病毒傳播模型提出一種基于節(jié)點重要性的動態(tài)免疫算法。
　　 本文的主要工作包括:
　　 1)復雜網絡病毒傳播模型研究
　　 目前已有的病毒傳播模型都只是基于個體接觸的。通過分析郵件病毒傳播的方式和特點，我們發(fā)現用戶自身對

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。我們的仿真實驗結果表明提出的模型能精確的描述病毒傳播的過程，且網絡中被感染個體數量也相當低。與此同時，在新模型中研究不同影響因子對病毒傳播的影響，可為網絡的免疫提供新方法。
　　 2)網絡免疫策略相關研究
　　 目前大多數免疫策略都是只利用網絡中節(jié)點的局部度信息或介數對網絡進行免疫，這種方