论文摘要
复杂网络传播现象就是由最初局部、小的故障扰动通过在网络中的传播,最终影响整个网络系统行为的现象,网络传播行为的研究最初且主要的目的之一是为了了解疾病的传播机制。一般用节点表示疾病传染或感染的个体,如果两个个体之间可以通过某种方式直接发生传染与被传染关系,就认为这两个个体之间存在连接,这样就得到了传播网络的拓扑结构,同样也可以建立相关模型来研究这种传播行为。显然,网络传播模型研究的关键是传播规则的制定和网络拓扑结构的选择。本文主要研究了复杂网络上的病毒传播和病毒免疫。首先,对于目前比较重要的复杂网络模型的研究成果进行了总结,综述了复杂网络上病毒传播的研究现状。在现有研究工作的基础上,重点分析了变幂率无标度网络对病毒传播临界值条件和传播特性的影响,并使用仿真实验的方法对所得结果验证。此外,将蜜罐技术应用于病毒免疫策略的研究中,提出并建立了基于蜜罐的目标免疫策略模型,并以仿真实验的方法验证了该免疫策略的有效性。论文的具体工作如下:(1)介绍复杂网络病毒传播研究的进展与基本理论,介绍复杂网络的一些基本概念,引出目前学术界最关注的几种复杂网络形式,如随机网络,小世界网络,无标度网络等构造及各自的特征度量参数。然后详细介绍了复杂网络的传播临界值理论,并重点分析了网络拓扑结构和性质对病毒传播的影响并对现有的研究分析总结。(2)分别建立了基于变幂率无标度网络的SIS、SIR病毒传播模型。由于现有的研究大多以经典BA网络模型为基础,所得出的结论由于BA模型本身的局限性,考虑的因素不全面导致结论本身的不完善。为此,针对添加了老化机制形成的变幂率无标度网络模型,结合病毒传播理论,通过理论解析计算再次验证了病毒传播特性只与网络的拓扑结构有关,而与传播机制无关的结论,并得出两种机制下相同的感染节点达到稳态值的密度函数,最后应用仿真实验验证了理论解析得出结果的正确性并加以讨论。(3)提出了基于蜜罐技术的病毒免疫策略。结合原有的目标免疫策略,引入蜜罐技术,提出了基于蜜罐的目标免疫策略的算法,通过数学解析和仿真实验的方法对该策略研究讨论。