基于节点信息伪装的复杂网络抗毁性增强方法研究

Study on invulnerability of complex networks has been the focus of many disciplines due to its broad applications and urgent requirements. Thereinto, study on enhancement methods is the frontier and hot issue. Guided by complex network theory and according to the main task "how to improve the invulnerability of complex networks", this project proposes the model of invulnerability of complex networks with inaccurate attack information based on the formal description of attack information and measurement of attack information accuracy, investigates analytically the impact of attack information accuracy on the invulnerability of complex networks, and then propose the general optimization model of node information camouflage and presents the optimal camouflage strategies of node information using the intelligent optimization algorithm. Lastly, this project presents the empirical and application researches against the background of tactical communication network. From the perspective of attack information, this project enhance the invulnerability of complex networks by changing the displayed network structure information rather than modifying the network structure itself. It will explore a new way for the enhancement of invulnerability of complex networks and will provide the theoretical and method support for the management of complex networks.

复杂网络抗毁性研究因为其广泛的应用背景、迫切的现实需求，正成为多个学科共同关注的焦点问题，其中针对现有复杂网络的抗毁性增强方法研究是该领域的前沿热点。本项目以复杂网络理论为指导，围绕"怎样得到抗毁性好的复杂网络"这一核心任务，在形式化描述攻击信息以及定量刻画攻击信息精确性的基础上，建立基于不精确信息的复杂网络抗毁性模型,通过解析分析揭示攻击信息精确性对复杂网络抗毁性的影响，进而建立面向复杂网络抗毁性增强的节点信息伪装优化模型,并通过智能优化算法给出降低攻击信息精确性的最优节点信息伪装策略，最后以战术通信网络作为典型应用背景开展实证与应用研究。本项目从攻击信息视角入手，不改变现有复杂网络的拓扑结构，而是通过节点伪装手段混淆"核心节点"与"末梢节点"来降低攻击信息的不精确性，实现增强复杂网络的抗毁性，这将为复杂网络抗毁性增强探索一条新途径，为复杂网络系统的管理提供理论与方法支持。

复杂网络抗毁性研究因为其广泛的应用背景、迫切的现实需求，正成为多个学 科共同关注的焦点问题，其中针对现有复杂网络的抗毁性增强方法研究是该领域的前沿热点。本项目围绕“怎样得到抗毁性好的复杂网络”这一核心任务，开展了三个方面的研究工作：1）不精确信息条件下的复杂网络抗毁性建模研究；2）不精确信息条件下的复杂网络抗毁性分析研究；3）面向复杂网络抗毁性增强的节点信息伪装策略研究。主要研究成果包括：1）形式化描述了攻击信息，定量刻画了攻击信息的精确性，解析给出了不精确信息条件下攻击者观察到的度分布；2）解析推导了不精确信息条件下复杂网络的抗毁性度量参数，系统分析了攻击信息精确性对复杂网络抗毁性的影响；3）建立了节点信息伪装策略优化模型，提出了节点信息伪装策略求解算法，分析比较了最优节点信息伪装策略。本项目从攻击信息视角入手，不改变现有复杂网络的拓扑结构，而是通过节点伪装手段混淆“核心节点”与“末梢节点”来降低攻击信息的不精确性，实现增强复杂网络的抗毁性，这为复杂网络抗毁性增强探索了一条新途径，为复杂网络系统的管理供理论与方法支持。. 本项目严格按照研究计划执行，共发表高水平学术论文9篇，其中SCI检索论文7篇（项目负责人均为第一作者或通讯作者），包括Nature旗下综合期刊Scientific Reports论文3篇，管理科学/运筹学领域顶级期刊Naval Research Logistics论文1篇。