复杂网络中蠕虫的传播行为研究

摘要

互联网(Internet)已经成为当今社会最有用的工具之一,它改变了人们的生活方式和工作方式。Internet本身所具有的开放性、优越性和实用性使其成为人类进入到信息社会的重要标志。Internet在方便快捷地提供给人们各种信息和各种服务的同时,也给恶意代码的传播和蔓延提供了有利的条件。恶意代码的肆意传播给网络安全造成了严重的威胁,给人们的工作和生活造成了严重的影响。其中以蠕虫造成的危害最为严重。Internet的拓扑结构非常复杂,使得蠕虫的传播行为也不尽相同。因此本文主要研究复杂网络中蠕虫的传播行为。
　　 本文针对蠕虫在复杂网络中的传播行为这个问题,采取从经典的传染病模型入手对复杂网络中蠕虫的传播行为进行了深入研究。全文分为四大部分。第一部分,介绍了复杂网络的基本理论知识,重点描述了几种基本的复杂网络模型。第二部分,详细描述了经典传染病模型,在此基础上,利用复杂网络的传播临界值理论分析研究复杂网络中蠕虫的传播临界值。第三部分,分别利用SIS模型和SIR模型分析研究了蠕虫在复杂网络和移动网络中的传播行为。蠕虫在复杂网络中的传播行为分为三个阶段,并提出相对应的传播模型。蠕虫在移动网络中的传播行为则受到节点密度、节点的移动速度和节点长距离移动的概率的影响,并提出相对应的模型。第四部分,分别利用SIS模型和SIR模型对电子邮件网络中和无线网络中蠕虫的传播行为进行模拟仿真并分析实验结果。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景及现状

1.2 研究内容及其意义

1.3 本文结构安排

2 复杂网络概述

2.1 复杂网络简介

2.1.1 复杂网络的概念

2.1.2 复杂网络的发展历史

2.2 复杂网络的基本性质

2.3 复杂网络的基本模型及统计特性

2.3.1 规则网络模型和随机网络模型

2.3.2 小世界网络模型

2.3.3 无标度网络模型

3 复杂网络中蠕虫的传播动力学理论

3.1 蠕虫简介

3.2 经典动力学传播模型

3.3 复杂网络上的传播临界值理论

3.3.1 均匀网络的传播临界值

3.3.2 非均匀网络的传播临界值

3.3.3 BA无标度网络的传播临界值

4 复杂网络中蠕虫的传播行为分析

4.1 复杂网络中蠕虫的传播行为分析

4.1.1 复杂网络中蠕虫爆发初期的传播行为

4.1.2 复杂网络中蠕虫增长阶段的传播行为

4.1.3 复杂网络中蠕虫稳定阶段的传播行为

4.1.4 两种网络上蠕虫传播的比较

4.2 移动网络中蠕虫的传播行为分析

4.2.1 单个节点的状态变化

4.2.2 蠕虫的传播行为

5 实例模拟仿真

5.1 Email网络的仿真结果及其分析

5.1.1 拓扑结构对电子邮件蠕虫的影响

5.1.2 幂律指数γ对电子邮件蠕虫的影响

5.1.3 初始感染节点度对电子邮件蠕虫的影响

5.2 无线网络的仿真结果及其分析

5.2.1 pj对感染节点密度的影响

5.2.2 ρ、pj和λc对的影响

5.2.3 λc对网络的平均路径长度和聚集系数的影响

6 总结与展望

参考文献

致谢

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