网络中的病毒传播控制问题文献综述

 2023-08-17 03:08

一、选题背景和意义:

近来,社交网络类应用得到了迅猛发展。一般来说,社交网络是一种由多个节点和节点之间关系构成的社会结构。社交网络类应用,例如在线社交网络, 微博,博客,BBS,维基,出现并迅速发展起来。在信息化建设高度发达的今天,互联网应用已经渗透到各个领域,给人们的生活和工作带来了极大的方便。基于互联网的社交网络成为了社交关系维护和信息共享的重要渠道和载体。社交网络作为眼下最具影响力的网络社交平台,已拥有大量用户。以我国最流行的微信、QQ为例,2016年,网民使用率就已经达到 85.8% 、67.5%。这些用户,以自己在现实世界中的关系网为基础,建立联系人列表、微信群或QQ群。然而这些用户之间存在着错综复杂的关系,很容易引起交互感染。

网络服务给人们带来方便的同时,网络安全已成为一个非常严重的全球化问题。2010 年6月爆发的震网病毒,是一次极具破坏性的、针对现实世界基础设施的蠕虫病毒,在短时间内感染了全球超过45000个网络。2017年爆发的勒索病毒感染了全球100多个国家和地区,超过10万台电脑,涉及到金融、能源、教育以及医疗等多个行业。可见,建设安全、可靠的网络空间环境是推动信息化社会不断发展的基本保障。关于网络环境的研究课题有许多,其中一个有趣而富有挑战性的课题是如何控制病毒在物理网络和虚拟网络中的传播。目前最流行的一种方法是网络免疫,即对网络中的一些节点进行免疫或保护,使它们不会被病毒或蠕虫感染。有效的传播模型可用于复杂网络,以预测全球网络基础设施在抵抗蠕虫攻击的潜在弱点,并帮助研究人员了解新病毒攻击和/或新传播的机制。这些已有的研究从不同侧重点揭示了网络病毒传播规律,为网络管理员采取合理的网络安全防御措施提供了良好的理论指导,而且这些模型从不同角度考虑了用户的反病毒行为对网络病毒传播速度以及规模的影响。研究人员可以利用可靠的模型来设计有效的免疫策略,这不仅可以预防和控制病毒在计算机网络(如蠕虫)中的传播,还可以预防和控制病毒(如SARS、H1N1、和谣言)在社交网络中的传播。一般来说,病毒传播有两个主要问题:

1. 如何有效抑制病毒的传播?

2. 如何准确模拟病毒在复杂网络中的传播过程?

如今,越来越多的来自统计物理学、数学、计算机科学和流行病学的研究人员正在研究病毒的传播和免疫策略。但是,针对不同社交网络间用户行为的相互作用而引起的网络病毒传播规律还没有相应研究。

二、文献综述(或调研报告):

网络中病毒传播控制问题的主要任务是:(1)系统地比较分析具有代表性的网络免疫策略,(2)揭示病毒传播和免疫策略中的主要因素,(3)通过研究人类动力学,提高传播模型预测的准确度。现有文献主要从免疫策略和病毒传播方式两方面进行研究。

(一)、 免疫策略

网络免疫是一种有效抑制病毒传播的方法。它按照一些定义良好的规则通过对一组节点进行免疫(注射疫苗或修补程序)来切断流行路径。

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