[發明專利]一種復雜網絡拓撲中心節點的搜索算法

有效

• 申請號: 201710455259.9
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107040467B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 魯智勇;杜靜;龐訓龍;劉喆;李鵬飛;白勇強;焦波;晉伊燦;歲賽;王金鎖;秦富童;袁學軍
• 申請（專利權）人: 中國洛陽電子裝備試驗中心
• 主分類號: H04L12/733
• 分類號: H04L12/733;H04L12/751;H04L12/753;H04L29/06;H04J3/06
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

本發明屬于網絡安全技術領域，公開的一種復雜網絡拓撲中心節點的搜索算法，其步驟如下：網絡拓撲結構獲取；節點無向圖獲取；節點遍歷度求解；網絡遍歷度求解；網絡拓撲中心節點求解。本發明采用的網絡拓撲中心節點是從網絡信息擴散速度以及時間效率上對節點的重要性進行度量，既可以為復雜網絡防御提供理論基石，也可以為復雜網絡信息系統的精確授時提供解決方案。因此本發明尤其適用于復雜網絡防御的關鍵節點及網絡信息系統精確授時解決方案。

技術領域

本發明屬于網絡安全技術領域，具體涉及一種復雜網絡拓撲中心節點的搜索算法。

背景技術

復雜網絡中心性的研究是網絡安全領域的一個重要分支，網絡節點的重要性可通過節點的中心性來衡量。度中心性、接近中心性、中介中心性和特征向量中心性等度量方法主要側重于從網絡的連通性對節點的重要性進行描述，而本發明所定義的網絡中心節點則是從網絡信息擴散的速度以及時間效率上對節點的重要性進行度量。

網絡拓撲中心節點搜索算法與網絡病毒的傳播、網絡輿情的擴散和NTP服務器的分層授時原則相一致，因此網絡中心節點理論既可以為復雜網絡防御提供理論基石，也可以為復雜網絡信息系統的精確授時提供解決方案。

復雜網絡防御的理論基石網絡中心節點是整個網絡的關鍵節點和關鍵路徑的必經之處，應該有針對性的對網絡中心節點的脆弱性和薄弱環節進行防御。

網絡信息系統精確授時解決方案在不增加網絡硬件設備和不改變網絡拓撲結構的情況下，在網絡中心節點配置NTP(網絡時間服務器)主服務器，減少了主服務器對全網分層授時的層數，從而達到對整個網絡的最精確授時。

以網絡信息擴散速度和時間效率度量節點重要性的復雜網絡中心節點求解問題是非常有難度、有挑戰性的，當前公開發表的文獻中，尚未看到相關研究成果。

發明內容

本發明提出了以網絡信息擴散速度和時間效率度量節點重要性的一種復雜網絡中心節點的搜索算法，既可以為復雜網絡防御提供理論基石，也可以為復雜網絡信息系統的精確授時提供解決方案。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種復雜網絡拓撲中心節點的搜索算法，具體步驟如下：

步驟1、網絡拓撲結構獲取

掃描目標網絡，發現活動主機，獲取網絡拓撲結構；

步驟2、節點無向圖獲取

將步驟1得到的目標網絡拓撲結構的各節點及連通性用簡單無向連通圖G＝(V,E)表示，其中V和E分別為節點和邊的集合；

步驟3、節點遍歷度求解

對步驟2得到的簡單無向連通圖G＝(V,E)中求解節點v∈V到其它節點的最短路徑，選取最短路徑的最大值為節點遍歷度；設節點v₁,v₂∈V在圖G的最短路徑長度為P_L(v₁,v₂)，則節點v在圖G的節點遍歷度為：N_d(v)＝max_u∈V(P_L(u,v))；

步驟4、網絡遍歷度求解

依據步驟3，求解簡單無向連通圖G＝(V,E)中每個節點v的節點遍歷度，選取節點遍歷度的最小值為網絡遍歷度；圖G的網絡遍歷度為：N_d＝min_v∈V(N_d(v))；

步驟5、網絡拓撲中心節點求解

依據步驟4，若節點v∈V的節點遍歷度等于網絡遍歷度，即N_d(v)＝N_d，則判定節點v為網絡中心節點。