基于一维元胞自动机的复杂网络恶意软件传播研究

基于一维元胞自动机,研究复杂网络恶意软件传播行为.利用信息网络节点全局交互的特点,建立元胞自动机邻域和状态转换函数,提出恶意软件传播模型,研究在多种网络拓扑下恶意软件传播的概率行为.研究表明,该模型能够准确描述在最近邻耦合网络（nearest-neighbor coupled network, NC）,Erdos-Renyi（ER）随机网络,Watts-Strogatz（WS） 小世界网络和Barabasi-Albert（BA）幂率网络等拓扑下的传播动力学行为,不仅能反映恶意软件传播的平均趋势,而且可以描述病毒消亡和渗透等稀有概率事件,有效克服基于平均场方法建立的微分方程模型只能反映传播的平均趋势,只适合对传播作整体预测的局限性.同时,研究指出网络中度分布的异质化程度和网络的局域空间交互特征是影响传播及免疫行为的关键要素. 关键词： 复杂网络 恶意软件传播 元胞自动机 状态转换函数     

具有非均匀传输和抗攻击差异的网络病毒传播模型

针对实际网络中节点存在抗攻击差异以及边的非均匀传输等情况,基于平均场理论,提出具有抗攻击差异和非均匀传输特性的网络病毒传播平均场SIR模型.该模型中,通过引入脆弱性函数和传输函数,分别描述节点的抗攻击差异以及边的非均匀传输能力.通过对所提模型的分析,得到传播阈值的理论结果.理论分析和仿真表明,节点的抗攻击差异以及边的非均匀传输,都可导致出现正的传播阈值,使得病毒传播风险有效降低.     

模拟复杂网络下子网络节点抗攻击设计

针对复杂网络节点受攻击而出现的安全性问题,提出在模拟复杂网络基础上结合Feistel算法的子网络节点抵抗攻击方法。该方法通过子网络节点定位参数集,建立恶意节点位置模型,并确定定位真实精度;而后利用Feistel算法对节点密文进行加密处理,进而使加密信息恢复成明文信息,完成模拟复杂网络下子网络节点的抗攻击方法改进。结果证明,该方法不仅能够准确的对恶意节点进行定位,而且增强了节点抗攻击性能,提升了网络安全性。     

无标度网络上的传播动力学

介绍了无标度网络上的传播动力学,在susceptible-infected-susceptible（SIS）模型的基础上考察了一般情况下无标度网络中疾病爆发的临界点问题,得出了关于临界点一般性的表达式.得到的结果在特殊情况下分别退化为已有的一些经典结论.同时分别讨论了这些情况的建模意义和可靠性. 关键词： 无标度网络 传播动力学 susceptible-infected-susceptible模型 临界点     

新节点的边对网络无标度性影响

分析新节点边对网络无标度性的影响.虽然亚线性增长网络瞬态平均度分布尾部表现出了幂律分布性质,但是,这个网络的稳态度分布并不是幂律分布,由此可见,计算机模拟预测不出网络稳态度分布,它只能预测网络的瞬态度分布.进而建立随机增长网络模型,利用随机过程理论得到了这个模型的度分布的解析表达式,结果表明这个网络是无标度网络. 关键词： 复杂网络 无标度网络 小世界网络 度分布     

新节点的边对网络无标度性影响

分析新节点边对网络无标度性的影响.虽然亚线性增长网络瞬态平均度分布尾部表现出了幂律分布性质，但是，这个网络的稳态度分布并不是幂律分布，由此可见，计算机模拟预测不出网络稳态度分布，它只能预测网络的瞬态度分布.进而建立随机增长网络模型，利用随机过程理论得到了这个模型的度分布的解析表达式，结果表明这个网络是无标度网络.     

同时考虑传染媒介和传播延迟的复杂网络病毒传播行为研究

提出一种新的流行病传播模型,基于平均场理论,研究传染媒介和传播延迟同时存在对网络中流行病传播行为的影响.理论分析和仿真结果表明,传染媒介和传播延迟同时存在显著增强了网络中流行病爆发的危险性,并加速了流行病的传播.研究还发现,对于给定的有效传播率,均匀网络中流行病的感染程度分别与传染媒介的传染概率和传播延迟呈对数关系,无标度网络中流行病的感染程度与传染媒介的传染概率呈幂率关系,而与传播延迟之间则存在线性关系。     

无标度网络模型研究进展

从统计力学的角度分析和考察了无标度网络的基本特征,介绍了无标度网络最常用的动力学模型——Barabási-Al-bert模型以及几种以其为基础的修正模型的构造原理,总结分析以上模型设计上的不足,并据此提出了一个以B-A模型为基础的改进思路(连边-断边-重连理论),该理论能够很好解释自然界中流行病复发的现象,具有科学性和现实意义.     

基于平均场理论的微博传播网络模型

微博是在通过用户关注机制建立的用户网络上分享实时信息的社交平台,而微博消息主要通过用户的转发行为使消息在用户网络上传播.掌握微博消息的传播机制,对研究微博上舆论谣言的传播、产品推广等具有指导作用.本文通过对微博传播网络的结构分析来探索微博传播过程,利用新浪微博数据,建立微博传播网络,分析该网络的生成机制,使用平均场论的方法,推导微博传播网络的度分布模型.实验结果表明:微博传播网络的度分布是时间相依的,在特定时间下网络的度分布服从幂律分布.     

具有局部结构的增长无标度网络中传染病传播机制研究

为了研究人群中的一些基本的社会关系结构,如家庭、室友、同事等,对传染病传播过程的影响机制,本文建立了一个具有局部结构的增长无标度网络模型.研究表明,局部结构的引入使得该网络模型能够同时再现社会网络的两个重要特征：节点度分布的不均匀性以及节点度之间的相关性.首先,该网络的节点度和局部结构度均服从幂律分布,且度分布指数依赖于局部结构的大小.此外,局部结构的存在还导致网络节点度之间具有正相关特性,而这种正相关正是社会网络所特有的一个重要特性.接着,通过理论分析和数值模拟,我们进一步研究了该网络结构对易感者-感染 关键词： 复杂网络 无标度网络 局部结构 传染病建模     

Weighted scale-free networks with variable power-law exponents

We present a weighted scale-free network model, in which the power-law exponents can be controlled by the model parameters. The network is generated through the weight-driven preferential attachment of new nodes to existing nodes and the growth of the weights of existing links. The simplicity of the model enables us to derive analytically the various statistical properties, such as the distributions of degree, strength, and weight, the degree-strength and degree-weight relationship, and the dependencies of these power-law exponents on the model parameters. Finally, we demonstrate that networks of words, coauthorship of researchers, and collaboration of actor/actresses are quantitatively well described by this model.     

小世界网络与无标度网络的社区结构研究

模块性(modularity)是度量网络社区结构(community structure)的主要参数.探讨了Watts和Strogatz的小世界网络(简称W-S模型)以及Barabàsi 等的B-A无标度网络(简称B-A模型)两类典型复杂网络模块性特点.结果显示，网络模块性受到网络连接稀疏的影响，W-S模型具有显著的社区结构，而B-A模型的社区结构特征不明显.因此，应用中应该分别讨论网络的小世界现象和无标度特性.社区结构不同于小世界现象和无标度特性，并可以利用模块性区别网络类型，因此网络复杂性指标应该包括 关键词： 模块性 社区结构 小世界网络 无标度网络     

无标度网络上队列资源分配研究

研究了节点队列资源有限的条件下,无标度网络上的信息流动力学过程,发现了网络由自由流通到拥塞的相变现象,提出了一种基于节点度的队列资源分配模型.模型的核心是使节点i的队列长度与kβi成正比(ki为节点i的度,β为分配参数).仿真结果表明,在网络使用最短路径算法进行信息包传送的条件下,β近似等于1.25时队列资源分配最合理,网络容量最大,且该最佳值与队列总资源多少以及网络的规模无关.     

度关联无标度网络上的有倾向随机行走

有倾向随机行走是研究网络上数据包路由策略的有效方法. 由于许多真实技术网络包括互联网都具有负的度关联特征, 因此本文研究这种网络上的有倾向随机行走性质. 研究表明: 在负关联网络上粒子可以在连接度较大的节点上均匀分布, 而连接度小的节点上粒子较少; 负关联网络上随机行走的速度比非关联网络更快; 找到了负关联网络上的最佳倾向性系数, 在此情况下负关联网络上随机行走的速度远快于非关联网络. 负关联网络既可以利用度小的节点容纳粒子, 又可以利用度大的节点快速传输, 这是负关联网络上高行走效率产生的机制.     

一种应用于含权无标度网络的全局路由算法

针对含权无标度网络提出了一种全局路由算法.该算法利用网络路径上的节点强度信息构建了一种全局路由代价函数,选择使该代价函数最小的路径来传输信息包,有效避开了网络中易发生拥塞的核心节点.实验结果表明,与最短路径算法相比,该算法以较小的平均路径长度的增加为代价,将网络容量提高了十多倍.     

Immunization for scale-free networks by random walker

Based on the random walk and the intentional random walk, we propose two types of immunization strategies which require only local connectivity information. On several typical scale-free networks, we demonstrate that these strategies can lead to the eradication of the epidemic by immunizing a small fraction of the nodes in the networks. Particularly, the immunization strategy based on the intentional random walk is extremely efficient for the assortatively mixed networks.