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复杂网络中重要节点、脆弱节点的检查、挖掘方法

针对区块链网络和分布式系统的,网络脆弱节点的挖掘检测:

​ 给定一个区块链网络,里边有很多节点,不同的配置、位置、算力,如何找到哪个节点是更重要更脆弱

  • 的角度,那就可以作为攻击目标

    对节点的攻击:1. 随机攻击 2.蓄意攻击

    随机攻击–>即使很多节点失效崩溃,但整个网络仍可保持连通

    蓄意攻击–>针对度很大的节点,网络就变得脆弱,可能崩溃

  • 的角度,就是需要加强保护和完善的脆弱点

复杂网络中重要性节点发掘综述

阅读文献来源:

复杂网络中重要性节点发掘综述 - 中国知网 (cnki.net)

  • 该篇论文解决的问题:

    复杂网络环境下几个领域中发掘重要性节点的方法

发掘复杂网络重要节点的三种方法


基于复杂网络的网络系统脆弱点发现研究方法

阅读文献来源:

[1]赵小林,徐浩,薛静峰,宋天凌,胡晶晶,闫怀志.基于复杂网络的网络系统脆弱点发现方法研究[J].信息安全学报,2019,4(01):39-52.DOI:10.19363/J.cnki.cn10-1380/tn.2019.01.04.

  • 该篇论文解决的问题:

    • 大量节点 加大了攻击图 的计算量 ,产生状态爆炸问题,限制了攻击图技术现实应用
    • 因此,兼顾准确性&&减少计算量&&利用复杂网络的拓扑统计性质
      • 寻找 脆弱点—>达到目的:寻找更大规模(1000/10000以上)网络的脆弱点
    • 提出了 对节点删除法的改进

  • 复杂网络 —> 节点的集合 —> 拥有自己的独立特征&&与其他个体有相互连接关系的节点

  • 什么是脆弱节点?

    • 受攻击后能引起网络性能大幅度下降的节点

      • 什么是网络性能?

        • 网络的连通性(网络能否正常工作)、平均最短路径(网络执行效率)等

寻找脆弱节点的两种思路

思路一:网络中心性反映脆弱性

  • 中心性指标

    • 度中心性

      • 归一化度值 越大,节点越重要

  • 介数中心性

    • 介数中心性 反映–>节点在网络中的枢纽地位;通过该节点最短路径越多,节点越重要

  • 接近度中心性

    • 接近度:节点到其他节点 最短路径之和的倒数;越小越重要
    • 接近度中心性 = 某节点接近度 * (N-1)
      • 反映–>节点通过网络到其他节点的影响能力
  • 特征向量中心性

    • 反映了节点间的相互影响
    • 反映了重要性和 连接的边数目有关、和连接的节点的重要性有关、连接重要的节点可提升自身节点的重要性

思路二:节点脆弱性 == 删除节点后对网络系统的破坏性

“核与核度”理论:

该文献的思路

  • 本文对节点删除法的改进 :针对网络攻防中 网络拓扑可能因为脆弱点 受到攻击而变化,寻找更符合网络实际情况的脆弱点
    • 通过计算 删除节点后对网络平均最短路径的影响 来 模拟当网络中节点 受到攻击 导致节点不可用时 对网络整体性质的影响

算法设计

  • 本文认为:主要影响的网络性质:平均最短路径 & 连通节点对的变化

    删除节点后,可能产生一个or多个连通分支 ,可能改变某些节点对的最短路径

  1. 首先考虑对平均最短路径的影响

    • 不连通的节点对 间的距离设为 图的直径大小