新型攻击策略下的复杂网络结构脆弱性研究

来源 :解放军信息工程大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wknmcn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近十几年来,以Barabasi、Holme为代表的研究人员,采用随机或蓄意攻击策略,对多种模型网络和真实网络的结构脆弱性进行了深入的分析和研究,取得了许多有建设性的成果。在这些研究中,无论是采用随机攻击策略,还是采用蓄意攻击策略,在选择移除多个节点或边时,均未要求这些节点或边必须是相邻的。然而,对近几年曝光的网络攻击方式进行分析,发现攻击者摧毁网络中的节点往往是相邻的。此外,随着“鲁棒又脆弱”结论的广泛传播,网络中度值、介数值大的关键节点已被人们列为重点保护对象,很难被直接攻击或破坏,而其周围的邻居节点因防范较弱,相对较易被破坏,常常被攻击者列为首选攻击目标。可见,当前在网络信息安全领域采用的攻击策略和传统的随机/蓄意攻击策略存在很大不同。基于上述分析,本文设计提出树形攻击策略、近似最长路径攻击策略、最短路径攻击策略和邻居节点攻击策略四类新型攻击策略,对Random、Scale-free和Small-world三种模型网络以及USAir、NetSience、中国高速铁路网等八种实证网络的结构脆弱性进行分析。概括起来,本文的主要工作如下:(1)基于树形攻击策略的复杂网络结构脆弱性分析。针对攻击者在入侵多个相邻节点后,才实施攻击的现状,设计提出RRN、MaxDRN、Min DRN和MaxBRN四种树形攻击策略。Random、Scale-free和Small-world三种模型网络结构脆弱性研究发现Scale-free网络最脆弱,Random网络次之,Small-world网络最鲁棒(依据LCC’vs.RN和L’vs.RN实验数据);且Max DRN和MaxBRN树形攻击策略对网络的破坏性最强(依据LCC’vs.Step和L’vs.Step实验数据),其中对Scale-free网络最为显著;以及Random和Small-world网络的平均密度值<k>越大,达到网络完全不连通状态时,需要迭代执行攻击总次数Step值越小。Word adjacencies、USAir、NetSience、Polblogs、Football和Roget六种实证网络结构脆弱性研究验证了四种树形攻击策略中MaxDRN和MaxBRN对网络破坏性最强的结论。(2)基于近似最长路径攻击策略的复杂网络结构脆弱性分析。依据Pu提出的RPA近似最长路径攻击策略,设计提出BLP和DLP两种近似最长路径攻击策略。Random、Scale-free和Small-world三种模型网络结构脆弱性研究发现Scale-free网络最脆弱,Random网络次之,Small-world网络最鲁棒(依据LCC’vs.RN和L’vs.RN实验数据);且BLP和DLP攻击策略均比RPA攻击策略的破坏性强;以及Random和Small-world网络的平均密度值<k>越大,达到网络完全不连通状态时,需要迭代执行攻击总次数Step值越小。中国高速铁路网和北京地铁网两种实证网络结构脆弱性研究验证了BLP和DLP近似最长路径攻击策略比RPA近似最长路径攻击策略破坏性更强的结论。(3)基于最短路径攻击策略的复杂网络结构脆弱性分析。依据Milgram“六度分割”理论的衍生结论——“人们更倾向于选择网络中两个节点之间的最短路径”,设计提出RSP、BSP和DSP三种最短路径攻击策略。Random、Scale-free和Small-world三种模型网络结构脆弱性研究发现Scale-free网络最脆弱,Random网络次之,Small-world网络最鲁棒(依据LCC’vs.RN和L’vs.RN实验数据);且达到网络完全不连通状态时,BSP攻击策略需要移除节点比例RN值最低;以及Random、Scale-free和Small-world网络的平均密度值<k>越大,需要迭代执行攻击总次数Step值越大。中国高速铁路网和北京地铁网两种实证网络结构脆弱性研究验证了达到网络完全不连通状态时,BSP攻击策略下需要移除节点比例RN值最低的结论。(4)基于邻居节点攻击策略的复杂网络结构脆弱性分析。针对最大度值/介数值节点周围邻居节点常常被作为首选攻击目标的现状,设计提出NND和NNB两种邻居节点攻击策略。Random、Scale-free和Small-world三种模型网络结构脆弱性研究发现Scale-free网络最脆弱,Random网络次之,Small-world网络最鲁棒(依据LCC’vs.RN和L’vs.RN实验数据);且达到网络完全不连通状态时,三种模型网络的StepNND>StepNNB、RNNND>RNNNB;以及Random和Small-world模型网络的平均密度值<k>越大,需要迭代执行攻击总次数Step值越小。Word adjacencies、USAir、NetSience、Polblogs、Football和Roget六种实证网络结构脆弱性研究验证了StepNND>StepNNB、RNNND>RNNNB的结论。(5)四类新型攻击策略下不同复杂网络结构脆弱性总结与对比。对树形攻击策略、近似最长路径攻击策略、最短路径攻击策略和邻居节点攻击策略四类新型攻击策略下,Random、Scale-free和Small-world三种模型网络结构脆弱性研究成果进行归纳总结与对比,并分析了相同特征与不同特征。
其他文献
根据"语文课程与教学论"的实践性特点,该课程的教学拟设置8个方面的实践活动,以达到语文教学理论联系语文教学实际,培养学生从教语文的能力的目标。本课程设置这些实践环节的
<正>《中国播音学》中对"播音"作了如下界定:播音是指播音员和主持人运用有声语言和副语言,通过广播、电视等传播媒介所进行的传播信息的创造性活动。在播音主持创作过程中,
<正>在新世纪十几年的发展过程中,人文历史题材纪录片佳作迭出,包括设置情节悬念和冲突、使用情景再现方法进行搬演、利用CG动画技术制造视觉奇观等在内的一些具有戏剧化特征
自动剔除机构贵州航空工业集团平水机械厂彭福田自动检测与自动剔除是自动化加工领域中的重要组成部分。该自动剔除机构集机、电、气控制技术为一体,取机械可靠、电气灵敏的特
[目的]优化凤尾菇(Pleurotus sajor-caju)菌丝体多糖的发酵条件。[方法]采用单因素试验确定影响凤尾菇菌丝体多糖产量的发酵条件,按照单因素试验结果,进行4因素3水平的发酵条
针对在传统矢量控制系统中,需要通过光电编码器才能检测转子的位置与速度,提出了一种带前馈模型的自适应矢量控制方法。该方法将模型参考自适应和前馈解耦控制相结合,设置自
基础教育的减负说了多年,喊了多年,但仍然欲说还休。教育行政部门也屡屡出台了一些减负政策,但减负要具体实行,最终还是要落实在学校和老师身上。其实,在学校和教师层面来说,
爱丁堡学派科学知识社会学的所有理论困难都根源于以下三个方面:一是它的表征语言的设定,这是爱丁堡学派最根本性的缺陷;二是它的普遍主义诉求,这一诉求由表征语言引起,同时
对组合机床及自动线总装精度调整方法进行了归纳和分析,指出了四种不同调整方法的适用范围。
目的探讨国产直线切割吻合器行侧侧吻合在重度梗阻性结肠癌中的应用效果。方法 62例重度梗阻性结肠癌患者,随机分为吻合器组和对照组,每组31例。吻合器组使用国产直线切割吻