異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的目標價值評估與脆弱性分析研究.pdf

1、異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、社會網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)等現(xiàn)實世界網(wǎng)絡(luò)的高級形式，對其形式化的描述，特性的評估，脆弱性的分析具有十分重要的意義。面對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無法刻畫現(xiàn)實世界某些網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)所涌現(xiàn)的能力，評估網(wǎng)絡(luò)的指標各有不同、各有側(cè)重，又相互依賴、相互作用，不能對網(wǎng)絡(luò)中目標價值進行公平排序，再者，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的脆弱性分析主要集中在固定的幾種攻擊策略上，并不關(guān)注網(wǎng)絡(luò)中不固定數(shù)量節(jié)點集對網(wǎng)絡(luò)性能影響的研究。根據(jù)上面所述缺陷，論文分別提出基于馬爾科夫邏輯的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)

2、模型、基于非負矩陣的目標價值評估方法以及基于偏序生成樹的網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析方法，以解決網(wǎng)絡(luò)建模、價值評估、最優(yōu)集搜索這三個問題。論文的主要研究工作和創(chuàng)新點如下：
　　(1)提出了一種基于馬爾科夫邏輯的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)模型。
　　當前大部分網(wǎng)絡(luò)模型集中于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、社會網(wǎng)絡(luò)等模型框架，忽視了對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點和邊的差異性的關(guān)注，以及網(wǎng)絡(luò)的運行機制，因此不能體現(xiàn)真實世界中網(wǎng)絡(luò)的特征。因此，本文對網(wǎng)絡(luò)中性質(zhì)各異的節(jié)點進行了統(tǒng)一建模，以便發(fā)揮各自特有性

3、能；同時，對網(wǎng)絡(luò)中不同類型的各種連接關(guān)系進行了規(guī)范化描述，使各類關(guān)系有機交織在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中；最后，以邏輯觸發(fā)為準則，馬爾科夫邏輯決策推理為模擬手段，構(gòu)建了異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)運行的基本框架。
　　(2)提出了一種基于非負矩陣的目標價值評估方法。
　　由于網(wǎng)絡(luò)中不同能力并非相互獨立，那么在運用移除法評估網(wǎng)絡(luò)中目標對網(wǎng)絡(luò)整體的價值時，同樣存在著各個因素相互關(guān)聯(lián)的問題。因此，首先定義了目標集的價值向量，之后運用非負矩陣分解的方法對各類因素進行了

4、空間變化，使其去非線性關(guān)聯(lián)；最后，根據(jù)非劣性排序方法對含有多個評估要素的目標價值進行排序。
　　(3)提出了一種基于偏序生成樹的網(wǎng)絡(luò)脆弱性分析方法。
　　為了在滿足任務(wù)基本要求的前提下，尋找使網(wǎng)絡(luò)性能下降最大，移除目標消耗代價最小的目標集，本文根據(jù)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)滿足偏序關(guān)系的假設(shè)條件，提出了基于偏序關(guān)系的生成簇與生成樹的概念，在此基礎(chǔ)上完成了搜索空間的樹構(gòu)建，并基于最大價值集、寬度優(yōu)先、深度優(yōu)先等三種方式，對生成樹進行了全方位的剪