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基于元胞自动机的复杂信息系统安全风险传播研究

李钊 徐国爱 班晓芳 张毅 胡正名

基于元胞自动机的复杂信息系统安全风险传播研究

李钊, 徐国爱, 班晓芳, 张毅, 胡正名
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  • 基于元胞自动机建立复杂信息系统安全风险传播模型, 研究复杂信息系统安全风险在最近邻耦合网络、 随机网络, Watts-Strogatz 小世界网络和Barabasi-Albert无标度网络 四种网络拓扑下的传播问题. 通过研究安全风险传播模型在四种网络拓扑下安全风险的传播阈值, 与现有的传播阈值研究成果进行比较, 验证模型的正确性, 并分析验证网络拓扑结构中度分布的异质化程度越高传播阈值越小的结论. 通过对安全风险的传播演化趋势进行研究, 分析验证网络度分布的异质化程度越高、安全风险影响范围越小、传播速度越快的结论, 并指出度分布的异质化程度越高、模型后期的免疫机制对控制安全风险传播的效果越缓慢. 通过对安全风险在传播最早期就趋于消亡的情况进行研究, 分析得出安全风险在传播之初就趋于消亡的消亡率与传播率之间呈现近似负指数的关系, 并且初期的感染源越多安全风险的消亡率越低. 分析了影响复杂信息系统安全风险传播的关键要素, 对复杂信息系统中安全风险传播的控制具有指导作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60970135, 61170282)、高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20120005110017)和国家科技支撑计划 (批准号: 2012BAH06B02)资助的课题.
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    Feng D, Zhang Y, Zhang Y Q 2004 J. Commun. 25 10 (in Chinese) [冯登国, 张阳, 张玉清 2004 通信学报 25 10]

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    Okamura H, Kobayashi H, Dohi T 2005 Proceedings of the 16th IEEE International Symposium on Sof tware Reliability Engineering Chicago, IL, USA, November 8-11, 2005 p149

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    Wang Y Q, Jiang G P 2010 Acta Phys. Sin. 59 6724 (in Chinese) [王亚奇, 蒋国平2010 物理学报 59 6724]

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    Chakrabarti D, Wang Y, Wang C 2007 ACM Trans. Inform. Syst. Secur. 10 1

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-02
  • 修回日期:  2013-06-17
  • 刊出日期:  2013-10-20

基于元胞自动机的复杂信息系统安全风险传播研究

  • 1. 北京邮电大学信息安全中心, 北京 100876;
  • 2. 北京邮电大学, 灾备技术国家工程实验室, 北京 100876;
  • 3. 中国信息安全测评中心, 北京 100085
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60970135, 61170282)、高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20120005110017)和国家科技支撑计划 (批准号: 2012BAH06B02)资助的课题.

摘要: 基于元胞自动机建立复杂信息系统安全风险传播模型, 研究复杂信息系统安全风险在最近邻耦合网络、 随机网络, Watts-Strogatz 小世界网络和Barabasi-Albert无标度网络 四种网络拓扑下的传播问题. 通过研究安全风险传播模型在四种网络拓扑下安全风险的传播阈值, 与现有的传播阈值研究成果进行比较, 验证模型的正确性, 并分析验证网络拓扑结构中度分布的异质化程度越高传播阈值越小的结论. 通过对安全风险的传播演化趋势进行研究, 分析验证网络度分布的异质化程度越高、安全风险影响范围越小、传播速度越快的结论, 并指出度分布的异质化程度越高、模型后期的免疫机制对控制安全风险传播的效果越缓慢. 通过对安全风险在传播最早期就趋于消亡的情况进行研究, 分析得出安全风险在传播之初就趋于消亡的消亡率与传播率之间呈现近似负指数的关系, 并且初期的感染源越多安全风险的消亡率越低. 分析了影响复杂信息系统安全风险传播的关键要素, 对复杂信息系统中安全风险传播的控制具有指导作用.

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