基于多层异质复杂网络的生物安全分析框架研究

摘要

生物安全越来越成为新世纪人类面临的巨大威胁，而生物安全情报的分析是决策者应对该威胁的关键手段，而目前对于生物安全情报的分析缺乏有效理论框架的支撑。在此背景下，本文提出了基于开源数据的多层异质网络生物安全情报分析框架。具体工作如下：
　　首先，提出了生物安全情报分析的“行为-对象-事件-地块”的多层异质复杂网络分析框架。在领域本体的基础上，形式化描述了该分析框架中行为层、对象层、事件层以及地块层的网络结构，并且定义了基于该多层异质复杂网络的计算因子，为生物安全情报分析提供了理论支撑。
　　其次，提出了基于该分析框架的一个实例——研究者与黑客网络分析。对于研究者与黑客网络的分析，不仅包括了两个网络的统计特性分析，还包括研究者与黑客的关键人物检测以及提出算子实例DNMF算法对研究者网络的动态演化的分析。
　　最后，设计并实现了生物安全情报多层异质复杂网络分析框架的应用平台。基于开源数据，设计了平台角色模型、概念模型以及平台界面与接口等，并对设计进行了实现。该平台集成了多层异质复杂网络分析框架中的数据结构与部分算子实例，可以进行完整的生物安全情报分析流程。
　　本文完成了生物安全情报分析的多层异质复杂网络分析框架的构建，并提出了规范化的基于分析框架的算子。并且构建了生物黑客活动参与网络与生物技术研究者论文合作网络，分析了网络的统计特性，分别识别出两个网络中的关键人物，以及分析了研究者网络的动态演化。最后集成分析框架与若干算子于应用平台上，完成从理论向实践的转变。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容

1.3 论文组织结构

第2章 相关研究

2.1 复杂网络社团检测相关研究

2.2 生物安全领域研究现状

2.3 本章小结

第3章 生物安全分析框架设计

3.1 两用生物技术研究本体模型

3.2 生物安全多层异质复杂网络分析框架设计

3.3 生物安全领域相关算子设计

3.4 本章小结

第4章 生物黑客与研究者网络分析

4.1 数据准备

4.2 黑客与研究者网络统计特性

4.3 黑客与研究者关键人物识别

4.4 研究者网络的动态演化分析

4.5 本章小结

第5章 生物安全分析平台设计与实现

5.1 平台框架设计

5.2 平台详细设计

5.3 平台功能展示

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 小结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢