考虑代价的无标度网络抗攻击性研究

来源 :中南民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dnaln_xcl
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
具有无标度特性的复杂网络即为无标度网络,此种网络的度分布满足幂律分布,即概率上具有自相似性。所谓自相似性,是指函数形态在不同放大倍数上的性状相似;所谓标度不变性,指网络的度分布在任何标度上都是相似的,不能找到一个特征的标度来刻画网络的性质。Barabasi在《Nature》上提出著名的无标度网络在选择性攻击下脆弱的观点,是当前复杂网络抗攻击性研究的主流观点。该观点以为无标度网络在选择性攻击下,少数重要节点或边被移除将使得整个网络快速崩溃。然而,我们发现现实网络与该结论存在不一致之处。Internet是一个现实世界中的无标度网络,该网络的设计目的为抵御核打击等选择性攻击,并在病毒、黑客等的选择性攻击下,从未出现网络整体崩溃的现象,这说明,现实中的Internet在选择性攻击下并不脆弱,这与上述结论不一致。本文为此进行了深入研究,证明在考虑代价的情况下,无标度网络可能并不脆弱,在特定情况下,可能是最鲁棒的网络。主要工作如下:1)对现实的网络进行了分析,得出现实与主流观点不一致的原因在于后者假设了对所有节点的攻击代价相等,而现实中对网络中各个节点的攻击代价不可能相等;2)修正主流观点的假设,本文定义攻击代价为攻击时所删除的节点的度数,定义网络的紧致系数为节点的度与其他所有节点重要性度量的相关程度。3)通过对五个网络的仿真实验证明两个结论:在攻击代价不同的情形下,无标度网络在选择性节点攻击下可能是鲁棒的;进一步,越紧致且平均度越大的无标度网络在选择性节点攻击下越鲁棒,而在同一平均度条件下,结构越紧致的网络越鲁棒。该结论丰富了无标度网络的抗攻击性理论,为复杂网络的结构稳定性研究,进而为复杂系统的稳定性研究提供了重要的依据,也可用于建立鲁棒的社会、生物和技术网络,获得药物靶点、瓦解犯罪集团等。本文的主要创新点为:1)对Barabasi在《Nature》上提出的无标度网络在选择性攻击下脆弱的著名观点进行了挑战,指出主流观点中所有节点的攻击代价相同的前提是错误的,而在攻击代价不同的前提条件下,无标度网络在选择性节点攻击下不脆弱。2)指出在攻击代价不同的前提条件下,影响无标度网络鲁棒性的两个因素为网络的紧致系数和网络的平均度。
其他文献
科学技术的飞速发展、社会文明的进步使得信息处理以及交流对人们的日常生活越来越重要,人们对图像处理的要求不断的提高。图像分割是图像处理中最为关键的技术之一,它是图像
Internet已经日益成为应用程序开发的默认平台。随着开发人员对应用程序复杂性要求的日渐增加,可是Web应用程序对完成复杂应用方面却始终跟不上步伐。为了提高用户体验,出现
人脸识别技术在社会中的应用场景日益增多,人脸刷卡、人脸支付甚至是寻找失踪多年的儿童这种跨年龄段的识别技术都已经有所应用。目前,人脸识别技术已经是模式识别和计算机视
分类是数据挖掘和机器学习等领域中一个非常重要的研究课题,在众多领域中都得到了广泛的应用。当前已经提出的分类方法主要有贝叶斯分类、决策树、神经网络、支持向量机等,其
数据挖掘是在海量数据中提取隐含的、未知的、潜在有用的知识或信息模式的决策支持方法,其在功能上的健壮性和应用领域的广泛性已被研究者一致认同.而取样是最通用有效的近似
NFC(Near Field Communication)是近年来在射频识别和无线通信技术的基础上发展起来的一种近距离无线通信技术。近距离通信技术与现有的非接触技术完全兼容,并发展了其特有的
学位
蛋白质是生命活动的物质基础,生命活动中各种生理功能的完成大多是通过蛋白质来实现的。蛋白质多种多样的功能与其特定的空间构象密切相关,蛋白质分子的空间构象是其功能活性的
随着Internet的快速发展,基于Web的软件也在各行各业中广泛应用。在高校也是如此,师资、教务、学生等多种管理系统被开发和应用,其中传统化的纸质考试逐渐被网上在线考试系统
随着计算机技术的发展,人机交互领域的研究越来越受到人们的重视。脑机接口是一种新型的人机交互系统,它在人体与计算机之间建立连接,利用从人体采集到的脑电信号控制计算机
搜索引擎是信息检索必备的工具,也是一门非常适用的技术,虽然各大搜索引擎在不断地完善和发展自己的技术,但是仍然满足不了用户的需求,随着用户的数量和互联网的信息量不断增