移动社交网络中病毒免疫策略的研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feifeijoy
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由于智能手机的迅速普及,社交网络的访问模式正转移到移动设备访问模式。另一方面,越来越多的应用正运行在Open-API的手机操作系统上。这一开放使得病毒及恶意软件可以利用人们的社交信息,更轻易地在移动设备上进行传播。而移动网络带宽、补丁下载服务器负载等一系列限制,对移动社交网络中的病毒免疫策略提出了新的挑战。本文所研究的问题是:如何在网络中选择一个规模较小且固定的节点集合,待当网络中的病毒感染率达到一定阈值后,对这个集合中的节点进行病毒先期免疫,并将其作为补丁种子节点向网络中以点对点的形式进行传播,使得在最短时间内能将补丁传给网络中所有节点,并同时降低网络的病毒感染率。本文首先简单介绍了社交网络的演变阶段、发展趋势、以及当前社交网络上的一系列安全问题。本文的主要工作是:提出了一个社交网络安全领域中的新问题,即在补丁数目固定的情况下,如何在社交网络中挑选同样数量的节点进行病毒免疫,并使其作为补丁种子节点向网络中以点对点的形式传播补丁,从而尽可能在短时间内将补丁传给网络中所有节点,并同时迅速降低网络的病毒感染率。针对该问题,本文分析了社交网路中病毒与补丁的传播方式与特点,依据实际情况设计建立了病毒及补丁的传播模型。同时,本文将所提出的问题转换成了组合优化问题,对具体的目标函数及限制条件进行了形式化定义。对于静态网络而言,利用快速最短路径算法对目标函数值进行计算,利用模拟退火算法对补丁种子节点的选择进行迭代优化,从而能够从社交网络中快速挑选出较优的补丁种子节点组合。而对于动态网络而言,本文根据节点和边的变化形式将网络的演变情况分成五种类型,并对每种情况进行了分析和算法设计,使之可以通过局部调整,达到更新目标函数值的目的,避免重复计算,提高算法效率。通过实验结果的比较,验证了我们所设计的免疫策略比起其他方法更为有效。在不同的实验条件下,病毒抑制效率高,补丁传播速度快。另一方面,实验结果还表明,对于补丁的传播方式而言,串行传播方式比并行方式更为有效。本文的创新点包括:(1)提出了一个社交网络安全领域中的新问题,即在补丁数目固定的情况下,如何挑选补丁种子节点,使得能在最短时间内将补丁传给网络中所有节点,并同时降低网络的病毒感染率;(2)建立了病毒及补丁的传播模型,提出了补丁的两种传播方式:并行传播和串行传播;(3)将提出的问题转换成了组合优化问题。同时,对于静态网络,设计了一个快速挑选补丁种子节点的启发式算法。对于动态网络,设计了通过局部调整更新目标函数值的算法;
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