[發明專利]一種多層異質網絡空間節點表征方法

有效

• 申請號: 202011333946.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112311608B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 楊國利;康元基;王國升;吳長宇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍66136部隊
• 主分類號: H04L41/14
• 分類號: H04L41/14;G06K9/62
• 代理公司: 北京艾格律詩專利代理有限公司 11924
• 代理人: 謝毅;何山

1.一種多層異質網絡空間節點表征方法，包括以下步驟：

S1：根據結構重連規則重構網絡，基于主要層和輔助層生成融合圖G；所述結構重連需滿足以下三種情況：(1)兩個節點在主要層存在連邊；(2)兩個節點在輔助層擁有共同鄰居；(3)兩個節點在輔助層的兩個鄰居之間也是相鄰關系；根據任務區分多層異質網絡中的節點，任務節點所在的層級為主要層，其他層為輔助層，所述任務包括節點分類、鏈路預測；

S2：對融合圖G設計表征算法，實現網絡節點表征通用生成算法，設計節點對之間相鄰距離ND、結構距離SD和屬性距離AD的算法；

(1)計算所有節點對之間的相鄰距離矩陣，本發明中兩個節點之間的最短距離用以評估節點間的相鄰相似性，相鄰距離ND表示為：

其中SPL(·)表示兩個節點的最短距離，V代表融合圖G的所有節點的集合，節點u與節點v表示融合圖內不同的節點；

(2)評估節點之間的結構距離，采用與struc2vec類似的方法，定義G的直徑為k^*，即G中所有節點對間最短距離的最大值，定義節點u第k(k≤k^*)階的鄰居為N_k(u)，即與節點u的最短距離為k的節點集合，令N₀(u)為節點u本身，節點u與節點v在第k階鄰居上的結構距離為：

其中，d(·)表示節點集合中所有節點度構成的序列，DTW方法，即動態時間規整算法用來衡量兩個序列之間的差異，N_k(v)表示節點v的第k階鄰居；

那么，各個節點之間的結構距離SD可表示為：

SD＝{S_k|k＝0，1，...，k^*}

其中k^*表示計算結構距離時節點鄰居的最大階數；

(3)評估節點間的屬性距離需考慮彼此之間相同屬性的數量，設每個節點共有p個屬性，第m個屬性距離的計算方法為那么節點之間的屬性距離AD表示為：

其中，計算屬性距離時，分析兩個節點的子網掩碼、端口類別、軟件類型、路由屬性、數據來源共五個屬性的相似性，為每個節點對設置一個五維的屬性向量，分別代表上述五個屬性，若這兩個節點的某個屬性相等，則將其對應位置設為1，否則為0，

即其中代表節點u的第k個屬性，代表節點v的第k個屬性，其中：

S3：結合以上算法，得到融合圖G中任意兩個節點之間的相似度定義為：

Sim(u,v)＝w_N·σ(ND)+W_S·λ(SD)+w_A·θ(AD)

其中σ(·)、λ(·)和θ(·)表示將相鄰距離、結構距離和屬性距離轉換為相似度的函數；由于網絡結構、任務不同，計算最終相似度時需要對最短距離、結構距離和屬性距離設置不同權重，令相鄰距離權重為結構距離權重為屬性距離權重為其中，分別表示各個權重的取值范圍；

S4：完成融合圖G中所有節點對的相似度計算后，開始構造用于隨機游走的網絡，圖中仍然保留所有主要層節點，若兩個節點之間的相似度大于設定的閾值δ，則在這兩個節點間加入一條邊，否則不加入連邊，因此生成一個無向無權圖，即上下文網絡；

S5：在上下文網絡圖中訓練節點表征是隨機游走采樣路徑后，通過skip-gram模型訓練節點表征。