PageRank和HITS算法的复杂网络攻击效能研究

发布时间：2017-08-05 18:21

  本文关键词：PageRank和HITS算法的复杂网络攻击效能研究

  更多相关文章： Page Rank算法 HITS算法 节点攻击策略 代价理论

【摘要】：复杂网络遍布我们的生活。防止复杂网络受到恶意攻击,需要深入了解复杂网络的弱点和攻击者对复杂网络的攻击策略。复杂网络攻击策略研究已经成为复杂网络研究中的一个重要课题。复杂网络攻击策略研究中,传统的攻击策略存在着计算速度慢、不适合大规模网络或攻击效果不好的问题。寻找能够同时满足计算速度快和攻击效果更好的新攻击策略成了复杂网络攻击策略研究中的新方向。每一种选择性攻击策略中,必存在一种节点/边的排序方式,节点/边的排序算法是选择性攻击策略的核心。在搜索引擎中,Page Rank算法和HITS算法可以看作是一种节点排序算法,因此,可以用来构造选择性攻击策略;此外,这两种算法具有计算速度快,适合大型网络的特点,适用于大规模网络攻击。本文将Page Rank算法和HITS算法引入网络攻击策略中,在此基础之上深入地探讨了这两种攻击策略在复杂网络攻击领域的适用性和攻击效能。这两种新的攻击策略将在未来的复杂网络攻击实践中为我们提供更好的参考。为了对比Page Rank和HITS攻击策略的攻击效能与传统攻击策略的攻击效能,本文在仿真实验中设置选择性节点攻击和选择性介数攻击作为实验对照组,将四种攻击策略进行攻击效能对比。在实验数据选择上为了使实验结果更接近实际情况,选用了六个真实的小型网络作为实验网络。实验中使用选择性节点攻击模型,攻击过程中考虑攻击带来的攻击代价。文中借鉴已有的网络抗攻击性能度量方式,提出了新型攻击策略的攻击效能量化度量,并在此基础之上对攻击效果进行了深入分析。实验结果表明,选择性节点介数攻击策略的攻击效果不稳定;HITS攻击策略的攻击效果在六个实验网络中都呈现出较差的效果;节点度攻击在攻击效果上处于四种攻击策略中较稳定的,但攻击效果不是最好的;Page Rank攻击策略在六个实验网络中都显出了良好的攻击效果,且在五个实验网络中其攻击效果都是最好的。由此我们得出结论:节点Page Rank攻击策略计算简单,攻击效果好,是适合网络攻击策略研究的新型策略。
【关键词】：Page Rank算法 HITS算法 节点攻击策略 代价理论
【学位授予单位】：中南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O157.5;TP393.08
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 主要研究内容11-12
• 第二章 理论基础12-22
• 2.1 网络的基本定义12
• 2.2 网络的统计属性12-16
• 2.2.1 度和度分布12-14
• 2.2.2 网络的直径、半径14-15
• 2.2.3 介数和介数中心度15
• 2.2.4 紧密中心度15
• 2.2.5 聚类系数15-16
• 2.2.6 图密度16
• 2.2.7 平均路径长度16
• 2.3 复杂网络特征16-18
• 2.3.1 随机网络16-17
• 2.3.2 无标度网络17
• 2.3.3 小世界网络17
• 2.3.4 K-规则图17-18
• 2.4 攻击策略18-19
• 2.4.1 选择性节点度攻击18-19
• 2.4.2 选择性介数中心度和紧密中心度攻击19
• 2.5 网络性能评价19-20
• 2.6 攻击效果评价20
• 2.7 攻击代价理论20-22
• 第三章 仿真实验模型建立22-35
• 3.1 PR和HITS攻击策略引入22-25
• 3.1.1 PR攻击策略22-23
• 3.1.2 HITS攻击策略23-25
• 3.2 攻击策略可行性分析25-28
• 3.3 攻击效能量化度量新指标28-30
• 3.3.1 攻击代价的定义28
• 3.3.2 新型量化指标的提出28-30
• 3.4 仿真实验模型建立30-35
• 第四章 实验数据和实验结果35-51
• 4.1 实验数据说明35-38
• 4.1.1 Foot Ball35
• 4.1.2 Neural network35-36
• 4.1.3 USair36
• 4.1.4 Jazz36-37
• 4.1.5 Netscience37
• 4.1.6 Pol Blogs37-38
• 4.2 实验数据分析38-41
• 4.3 仿真实验结果与分析41-49
• 4.3.1 实验结果41-45
• 4.3.2 实验结果分析45-49
• 4.4 实验结论49-51
• 第五章 实验总结与讨论51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 讨论51-53
• 结论和展望53-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-58
• 附录A（攻读学位期间发表的论文）58-59
• 附录B（攻读学位期间参加的项目与培训）59

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本文编号：626321