复杂网络中边的重要性度量及应用研究

摘要

边介数作为传统的边重要性度量指标准确性较高，但时间复杂度也较高；此外，已有的边攻击策略忽略了网络中的点和边同时被攻击的可能性.针对上述现状,本文提出了一种时间复杂度较低的边重要性度量模型，并在此基础上提出了一种新的网络攻击策略.与此同时，依据连边在网络中的不同作用将网络中的边进行了分类，并相应地提出了两种网络保护策略以提高网络的鲁棒性.论文主要内容如下： 首先，证明以边权重作为边重要性度量指标具有合理性和有效性.传统的边攻击机制主要是根据边的重要性排序进行攻击，而本文考虑到边介数的时间复杂度较高，主要采用边权重作为边重要性的衡量指标.通过仿真对比发现，边权重不仅时间复杂度较小，而且准确性较高.由实证分析也可以发现采用边权重度量边的重要性具有合理性和有效性. 其次，根据边的重要性度量结果，提出一种基于边权重的混合攻击策略，并给出了相应的算法步骤和攻击流程图.本文将混合攻击与传统的点攻击、边攻击进行对比研究，通过仿真分析和实证分析可知，混合攻击具有合理性和有效性且攻击速率要明显高于传统的点、边攻击策略.此外，对不同规模网络进行的仿真分析表明，混合攻击适用于不同规模的4种不同类型网络. 最后，本文根据混合攻击的算法步骤，将网络中的边进行了分类，并给出了相应的定义及分类结果，其中包括：叶子边、关键边、冗余边、普通边.为了提高网络的鲁棒性，本文根据混合攻击策略的攻击机制提出了两种不同的网络保护策略，一种是基于冗余边的网络保护策略；另一种是基于关键边的网络保护策略.通过4种不同类型网络的仿真分析以及实证分析，本文论证了两种网络保护策略的合理性和有效性.其中,基于冗余边的网络保护策略要优于基于关键边的网络保护策略.

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与方法

1.4本文结构

1.5本章小结

第2章 相关理论和方法

2.1复杂网络相关指标

2.2权重相关理论

2.3网络构建

2.4本章小结

第3章 边的重要性度量方法对比分析

3.1传统边重要性度量法

3.2边权重法

3.3对比分析

3.4实证分析

3.5本章小结

第4章 边权重的混合攻击策略

4.1传统网络攻击策略

4.2混合攻击策略

4.3不同攻击策略对比分析

4.4进一步分析

4.5实证分析

4.6本章小结

第5章 基于不同类型连边的网络保护策略

5.1边的分类

5.2基于冗余边的网络保护策略

5.3基于关键边的网络保护策略

5.4实证分析

5.5本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间论文发表情况