考虑交通流量的复杂网络病毒传播行为研究

研究网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论,提出一种新的susceptible-infected(SI)传播模型.理论分析表明,随着网络交通流量的增大,病毒在网络中的传播速率明显增加,从而显著增强了病毒爆发的危险性.研究还发现,均匀网络中病毒爆发的时间尺度与节点平均算法介数的倒数成正比;无标度网络中病毒爆发的时间尺度则正比于节点算法介数分布的1、2阶矩之比;此外,病毒在无标度网络上的传播动力学行为不具有明显的层次性,这显然与以往有关SI传播模型的研究不同.通过数值仿真对理论分析进行了验证.

无线传感器网络中恶意软件传播研究

从平面无线传感器网络的拓扑结构、无线共享通信及安全机制等固有特征出发,对无线传感器网络上的恶意软件传播动力学进行研究。首先,使用随机几何图建立平面无线传感器网络模型;然后,基于元胞自动机理论建立恶意软件SI(Susceptible-Infected)传播模型,该模型充分考虑无线传感器网络固有特征和传播特征,模型建立引入MAC机制和随机密钥预分布方案。分析和仿真表明,无线传感器网络的空间局域化结构特征、无线信道共享机制和安全管理应用主导了传播增长效果,限制了恶意软件传播速度,降低了在无线传感器网络中大规模流行恶意软件的风险。文中提出的模型能够描述无线传感器网络中恶意软件传播行为,为建立无线传感器网络安全防御机制提供了基础。

阵发特性影响因素的研究

人类自身的复杂性和多样性,导致人类行为具有高度的复杂性。经典的人类动力学分析认为人类行为时间性可以用泊松过程来描述,而Barabási发现人们从事特定活动的行为具有阵发和胖尾的特性。为验证人类行为时间间隔分布具有阵发特性及探寻阵发特性的影响因素,根据移动通信网络中人与人之间发短信的时间间隔分布,运用统计分析方法,进一步证实了人类行为的时间间隔分布具有阵发特性,发现该特性受到作息时间、节假日、地理位置、风俗习惯以及偶发性事件等因素的影响。

多局域世界复杂网络中的病毒传播研究

对多局域世界(MLW)演化模型的构造算法进行改进,以元胞自动机(CA)为工具,研究MLW复杂网络中的病毒传播特性。结果表明,CA能较好反映病毒传播过程中的概率事件和个体之间的交互行为,MLW复杂网络的传播临界值与传染率、病毒爆发率有关,初始感染源的选择对病毒的爆发有重要作用,病毒的传播和消亡速度与传染率以及攻击模式有关。

一种基于混合智能体系统的Flocking算法

对由多个具有二次积分动态、通信半径不同的智能体组成的混合群体跟随领航者取得flocking运动进行研究。针对不同智能体的通信半径存在个体差异这一现象,提出一种分散控制算法。该控制策略能够保证混合智能群体跟踪一个速度固定的虚拟领航者,形成紧凑、无碰撞的队列且各智能体的速度最终收敛于领航者的速度。最后给出了算法可行性的理论分析,并针对20个具有不同通信半径的智能体跟随一个速度固定的虚拟领航者的情形给出了计算机仿真,验证了算法的可行性。

改进型的二进制搜索RFID系统反碰撞算法

在射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统中碰撞是一个很常见的问题。如何有效地解决这一问题对于RFID系统来说是至关重要的。包括跳跃式动态树形反碰撞算法在内的二进制搜索反碰撞算法是一种重要的解决碰撞问题的算法,但是这一算法有一个缺点就是标签的识别码的识别速率较低。为此提出一种改进型的反碰撞算法。和其他现存的算法相比,能够大大减少阅读器问询的次数,同时信息吞吐量可以进一步提高,算法模拟结果表明,当标签数目为100时,其吞吐量提高幅度为29.85%。

基于分组机制的跳跃式动态二进制防碰撞算法

在射频识别技术(Radio frequency identification,RFID)系统中,标签碰撞的解决对于标签的快速识别极为重要.本文提出一种基于分组机制的跳跃式动态二进制防碰撞算法(Anti-collision algorithm based on grouping mechanism and jumping dynamic binary,GJDB),该算法通过在确定性算法中引入随机分组机制,很好地解决了基于二进制搜索算法中,由于标签数目不断增大所导致的识别效率降低的问题.理论分析和仿真结果表明,GJDB算法的性能优于其他常用的标签防碰撞算法,并且该算法对标签随机分组数目的选取具有较强的鲁棒性.

一种恶意软件传播的离散概率模型

复杂网络理论为恶意软件传播的研究提供了新的思路和方法.本文针对恶意软件的实际传播机制,提出一种新的离散概率DP-SI模型,该模型可适用于任意网络拓扑.同时提出了一种节点信息网络模型方法,为大规模复杂网络及复杂网络上的传播动力学的仿真,以及离散传播动力学模型的建立,提供了有效的研究平台.仿真结果表明本模型比传统模型更接近现实,对恶意软件的控制具有一定指导意义.

基于一维元胞自动机的复杂网络恶意软件传播研究

基于一维元胞自动机,研究复杂网络恶意软件传播行为.利用信息网络节点全局交互的特点,建立元胞自动机邻域和状态转换函数,提出恶意软件传播模型,研究在多种网络拓扑下恶意软件传播的概率行为.研究表明,该模型能够准确描述在最近邻耦合网络(nearest-neighbor coupled network,NC),Erdos-Renyi(ER)随机网络,Watts-Strogatz(WS)小世界网络和Barabasi-Albert(BA)幂率网络等拓扑下的传播动力学行为,不仅能反映恶意软件传播的平均趋势,而且可以描述病毒消亡和渗透等稀有概率事件,有效克服基于平均场方法建立的微分方程模型只能反映传播的平均趋势,只适合对传播作整体预测的局限性.同时,研究指出网络中度分布的异质化程度和网络的局域空间交互特征是影响传播及免疫行为的关键要素.

复杂网络中考虑不完全免疫的病毒传播研究

复杂网络中不完全免疫包括免疫失败和免疫失效两种情况,本文研究两者同时存在对网络病毒传播行为的影响,基于平均场理论,提出一种新的传播模型.理论分析表明,免疫失败和免疫失效同时存在显著降低了网络的传播临界值,增强了病毒的感染程度.根据传播临界值与免疫节点密度、免疫成功率以及免疫失效率之间的关系,给出有效控制网络病毒传播的策略.通过数值仿真进行验证。

考虑网络流量的无标度网络病毒免疫策略研究

考虑网络交通流量对病毒传播行为的影响,基于平均场理论研究无标度网络上的病毒免疫策略,提出一种改进的熟人免疫机理.理论分析表明,在考虑网络交通流量影响的情况下,当免疫节点密度较小时,随机免疫几乎不能降低病毒的传播速率,而对网络实施目标免疫则能够有效抑制病毒的传播,并且选择度最大的节点进行免疫与选择介数最大的节点进行免疫的效果基本相同.研究还发现,对于网络全局信息未知的情况,与经典熟人免疫策略相比,所提出的免疫策略能够获得更好的免疫效果.通过数值仿真对理论分析进行了验证.

节点抗攻击存在差异的无尺度网络恶意软件传播研究

在考虑节点抗攻击能力存在差异情形下,研究了恶意软件在无尺度网络中的传播行为.基于元胞自动机理论,建立了节点具有攻击差异的恶意软件传播模型.通过定义脆弱性函数,以描述不同度节点的抗攻击差异,使得模型更具普遍性.研究了不同形式的脆弱性函数对恶意软件在无尺度网络中的传播临界值和时间演化的影响.研究表明,节点抗攻击能力的差异对传播行为会产生重要影响,如导致传播临界值改变、传播速度减缓.研究指出,脆弱性函数是网络选择适合的免疫策略的重要依据.

基于社团结构的负载传输优化策略研究

研究表明网络社团结构特征对负载传输有影响,明显社团结构特征会降低网络的承载能力.由于最短路由策略在选择路由时有一定的随机性,本文提出了一种基于社团结构的负载传输策略,减少最短路由经过的社团数量,从而降低社团边缘节点的介数.实验结果显示,该策略在保证最短路由小世界特性的同时,提升了网络的承载能力,社团划分得越准确传输优化策略效果越显著.

同时考虑传染媒介和传播延迟的复杂网络病毒传播行为研究

提出一种新的流行病传播模型,基于平均场理论,研究传染媒介和传播延迟同时存在对网络中流行病传播行为的影响.理论分析和仿真结果表明,传染媒介和传播延迟同时存在显著增强了网络中流行病爆发的危险性,并加速了流行病的传播.研究还发现,对于给定的有效传播率,均匀网络中流行病的感染程度分别与传染媒介的传染概率和传播延迟呈对数关系,无标度网络中流行病的感染程度与传染媒介的传染概率呈幂率关系,而与传播延迟之间则存在线性关系。

一种超混沌图像加密算法的安全性分析及其改进

根据Kerckhoff准则,从选择明文攻击和选择密文攻击出发,对一种超混沌图像加密算法进行分析,结果表明该算法密钥流与明文无关,并且一个明文字节只能影响一个密文字节,导致利用选择明文攻击和选择密文攻击能够以很小的计算代价破译密文.基于此,本文提出一种改进的超混沌图像加密算法,并进行了统计分析、差分分析、相关性分析及密钥敏感性测试.理论分析及仿真结果表明,改进算法不仅可以抵御选择明文攻击和选择密文攻击,而且具有较好的统计特性及差分特性等密码学特性.

采用优化极限学习机的多变量混沌时间序列预测

基于优化极限学习机理论,提出一种多变量混沌时间序列预测方法.该方法利用复合混沌和混沌变尺度算法对极限学习机的模型参数进行搜索和优化,以提高极限学习机的泛化性能;然后利用优化后的极限学习机对Rossler耦合系统的多变量混沌时序进行一步和多步预测,并且与同类算法进行了比较,结果表明了该方法的有效性,且算法具有较强的抗噪能力;最后讨论了预测结果和隐层神经元数目的关系.

一种带节点移动的手机蓝牙病毒传播模型

研究了手机节点的空间特性和移动特性,提出了一种新的手机蓝牙病毒传播模型。结合人类运动的行为模式,给出了移动环境下手机节点平均度的计算方法。结合渗流理论分析了蓝牙病毒大规模爆发的可能性,讨论了节点分布密度、蓝牙连接概率等参数对手机蓝牙病毒传播的影响。仿真结果表明,该模型较好地模拟了手机蓝牙病毒的传播过程,符合手机蓝牙病毒的传播规律。