韧性度的符号化计算及在Ad Hoc网络中的应用

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Ad Hoc网络是一种与传统网络不同的自组织网,已被广泛应用于军事、民用等相关领域。Ad Hoc网络固有的特点给研究网络的正常通信带来了巨大的挑战,需要我们对其安全性问题进行深入研究。可生存性是刻画网络安全的有力工具;对Ad Hoc网络的可生存性研究为网络的安全性提供了一定的理论依据。  在研究网络的安全时,要考虑的一个基本问题是网络结构的脆弱性。韧性度是一个刻画网络脆弱性的良好参数,不仅考虑了网络遭受破坏后遗留下来的分支数,也考虑了网络遗留的最大连通分支,已在网络安全等领域得到了广泛的应用。鉴于有序二叉决策图(O BDD)符号化技术能够对信息进行高效压缩,有效地处理大规模问题。因此,本文首先借助于O BDD符号化技术,对韧性度的计算进行了研究。然后,基于韧性度对Ad Hoc网络的可生存性进行了分析研究。所取得的主要研究成果如下:  (1)针对以往用传统穷举法求网络韧性度时间复杂度高的不足,提出了一种基于O BDD的韧性度计算方法。首先,将网络的连接关系用O BDD表示;接着,通过图论知识得出一个与网络节点数、割点集、剩余网络的最大连通分支节点数和连通分支数有关的性质;将此性质与O BDD上的一些有关操作相结合,建立了一种新的韧性度计算方法;然后,分析证明了该方法的正确性,并且将新方法应用于一个示例网络;最后,仿真实验表明,新方法比传统穷举法具有更高的效率。  (2)通过分析Ad Hoc网络不同于传统网络的安全性挑战,提出了一种基于韧性度的Ad Hoc网络可生存性度量方法。首先,对于Ad Hoc网络拓扑结构易变化的特点,以韧性度能很好刻画网络脆弱性为基础,针对同一时刻有多种拓扑结构且每种拓扑结构以一定概率出现的Ad Hoc网络,应用韧性度函数,得到一个度量Ad Ho c网络在某个时刻及一个时间段内可生存性的模型;接着,应用该方法对一个实例进行了度量;最后,分析了Ad Hoc网络中的几种典型的移动模型,构造了这些移动模型某时刻的简化拓扑图,并且用该度量方法分析了这些移动模型的可生存性。
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