基于复杂网络的赛博空间网络可控性研究

As a new battle space based on information networks, cyberspace operations is to seize the power of control. However, the universality and fuzzy boundary character of cyberspace make its control very challengeable. This project will investigate controllability analysis and optimization of cyberspace network deeply and systematically using complexity science, complex networks and control theory. First, we analyze the character of cyberspace, and then use complex network to describe cyberspace network model. The theory of controllability is introduced to construct the framework of controllability analysis of cyberspace. Second, according to the different situation of given information, the optimization method of controllability with complete information and local structure information is investigated. Last, the operation action of cyberspace is analyzed and classified, and the measure of control robustness is proposed based on different class of operation action. To over the limitation of static optimization method, we design a dynamic optimization method to improve the control robustness. This project aims to provide a new quantitative view to analyze the control of cyberspace, and decision support for operation action in cyberspace.

赛博空间作为一个以信息网络为主体的新型作战空间，其核心在于控制权的争夺，然而由于赛博空间的广域泛在性、界限模糊性等作战特性，使得赛博空间控制极具挑战性。本项目立足于赛博空间网络控制问题，运用复杂性科学、网络科学和控制论等理论方法，重点研究赛博空间网络可控性及其控制鲁棒性分析优化方法。首先，梳理分析赛博空间特性，在此基础上利用复杂网络方法构建赛博空间网络模型，进一步引入可控性理论建立赛博空间网络可控性分析框架。其次，针对现实中赛博空间网络信息获知情况，分别研究完全信息条件下和局部结构信息条件下的赛博空间网络可控性优化方法。再次，分析赛博空间作战行动机理，定义典型的赛博空间作战行动分类，提出不同行动类型下的控制鲁棒性测度，并设计不同于传统静态方法的赛博空间网络控制鲁棒性动态优化方法。本研究旨在为赛博空间网络控制问题提供定量分析的新视角，为赛博空间作战相关攻防行动提供决策支持。

赛博空间作为一个以信息网络为主体的新型作战空间，存在着有别于传统动能作战的诸多特性。相对于传统作战的硬摧毁目标，赛博空间作战则侧重于控制权的争夺，然而由于赛博空间的广域泛在性、界限模糊性等作战特性，使得赛博空间控制极具挑战性。本项目针对赛博空间网络控制问题，采用复杂性科学、网络科学和控制论等理论方法，对赛博空间网络可控性及其控制鲁棒性分析优化方法进行了深入研究，并取得了有意义的进展。主要研究成果为以下三个方面：（1）通过对赛博空间特性的梳理分析，构建了基于复杂网络的赛博空间网络模型，进一步建立了赛博空间网络可控性分析框架；（2）区分不同的赛博空间网络信息获知情况，提出了完全信息条件下和局部结构信息条件下的两种赛博空间网络可控性优化方法。（3）依据典型的赛博空间作战行动类型，构建了不同攻防行动类型下的赛博空间网络控制鲁棒性测度，基于鲁棒性测度提出了不同于传统静态方法的赛博空间网络控制鲁棒性动态优化方法。本项目为赛博空间网络控制问题提供一种便于计算的定量分析方法，同时能够支持赛博空间网络可控性以及控制鲁棒性的优化分析，可用于辅助赛博空间相关行动策略研究。