[发明专利]一种基于节点重要性的网络攻防博弈模型构建方法

权利要求书

1.一种基于节点重要性的网络攻防博弈模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、复杂网络的攻防模型建模：

网络基础设施系统采用简单的无向图G(V,E)来表示，其中V是节点集，是边集；

节点数|V|用n表示，假设A(G)＝(a_ij)_N×N是G的邻接矩阵，如果节点v_i和v_j相邻，则有a_ij＝a_ji＝1，否则a_ij＝a_ji＝0；

节点v_i的度数为等于与其相连的边的数目；

步骤S2、关键节点识别：

通过度中心性、介数中心性、接近中心性和特征向量中心性四种节点评价指标得到评价初始矩阵，再根据基于熵权法的理想解距法计算节点的重要性，得到综合的评价指标；

将得到综合的评价指标用于复杂网络的攻防模型中，利用节点的重要性排序部署防御性资源，达到网络防御的目的；

步骤S3、复杂网络的攻防博弈模型建模：

基于博弈论，建立复杂网络的攻防博弈模型，复杂网络的攻防博弈模型包括模型的基本假设模型、成本模型、策略模型和收益模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于节点重要性的网络攻防博弈模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2中节点的度中心性代表的是节点的直接影响力，表示如下：

其中，k_i为节点i的度；

对于有n个节点的连通网络，可以计算任意一个节点v_i到网络中其他节点的平均最短距离：

3.根据权利要求1所述的一种基于节点重要性的网络攻防博弈模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2中节点的介数中心性一般指最短路径介数中心性，刻画了节点对网络中沿最短路径传输的网络流的控制力；节点v_i的介数定义为：

其中N表示网络中节点的数量,σ_st(i)代表通过节点i从节点s到节点t的最短路径的数量,σ_st代表最短路径的总数从节点s到节点t。

4.根据权利要求1所述的一种基于节点重要性的网络攻防博弈模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2中节点的接近中心性通过计算节点与网络中其他所有节点的距离的平均值来消除特殊值的干扰，一个节点与网络中其他节点的平均距离越小，该节点的接近中心性就越大；节点的接近中心性表示为：

5.根据权利要求1所述的一种基于节点重要性的网络攻防博弈模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2中节点的特征向量中心性考虑一个节点的中心性指标与周围其他节点的中心性指标之间的线性关系，是其相邻节点中心性值的线性叠加，节点特征向量中心度值越大，节点越重要；特征向量中心性度量定义如下：

其中EC(i)表示节点i的特征向量中心性，λ是常数，A_ij是网络的邻接矩阵，x_j是归一化最大特征向量的第j项的值。