[发明专利]基于网络抗毁熵的指控网络抗毁测度方法

说明书

技术领域

本发明属于指挥控制网络技术领域，涉及到一种基于网络抗毁熵的指控网络抗毁测度，特别涉及到指控网络节点综合关键度和节点的关键系数的计算方法。

背景技术

指控网络是现代战争信息传输的载体，是一体化联合作战的基础，是确保各系统互联、互通和互操作的基础网络。在信息化战争中，指控网络作为夺取信息优势进而转化为决策和行动优势的基础，是连接预警探测、指挥控制和火力打击等系统的纽带，也是各作战要素充分发挥作战效能、同步遂行作战任务的重要保障。因此，指控网络的关键节点和链路成为了敌我双方打击的重点，指控网络常因受到攻击导致节点或边失效，使得原本连通的网络拓扑分割，甚至导致全局网络受损。构建高可靠的指控网络是提高作战能力的基础，而指控网络的高抗毁能力是建设高可靠一体化联合作战指挥系统的基本前提，具有重要的研究意义。指控网络受到攻击后，对其作战效能以及完成作战任务能力的评价，即指控网络的抗毁性问题成为了研究热点。

发明内容

本申请要解决的技术问题是现存一些抗毁性测度针对大规模网络的测量不精确，因此提供了一种基于网络抗毁熵的指控网络抗毁测度方法，该抗毁性测度敏感度高、精准性强，能够更好地反映指控网络的抗毁性能。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种基于网络抗毁熵的指控网络抗毁测度方法,具体步骤如下：

步骤一：计算节点综合关键度：根据网络全局和局部信息得到指控网络的每个节点的关键度；

步骤二：计算边关键度：建立边关键度矩阵，得出指控网络中所有边的关键度，为节点和节点之间所连接的边；

步骤三：计算网络关键系数：将指控网络节点和边的关键度映射到节点综合关键度，进而得出网络关键系数；

步骤四：计算网络抗毁熵：利用网络关键系数求解网络的抗毁熵。

进一步的，节点综合关键度为Key_S(v_i)：

其中，α为节点关键度所占网络关键度的权值，β边关键度所占网络关键度的权值，α+β＝1；S为所有与节点v_i直接相连的所有节点集合。

进一步的，结合指控边关联因子和信息传输效率，指控网络的边关键度矩阵为W＝[w_ij]_N×N：

其中w_ij＝a_ijI_iη_ij，表示指控网络节点v_i和节点v_j之间的边关键度；a_ij表示邻接矩阵的元素，当a_ij＝1时，节点v_i与节点v_j间有指控关系，否则a_ij＝0；I_i为任意节点v_i的平均传输效率；η_ij为节点和节点之间的关联因子。

进一步的，节点v_i的平均传输效率I_i，具体如下：

该值反映了节点在指控网络中传输效率的大小；d_ij为节点v_i和v_j的空间距离，N为网络中共有的节点数。

进一步的，节点v_i和节点v_j之间的关联因子为η_ij：

更进一步的，所述的网络关键系数为：

更进一步的，所述的网络的抗毁熵为：

指控网络节点的关键系数分布越均匀，抗毁熵值就越大，对蓄意攻击的抗毁性能越强，利用E的大小来衡量指控网络的抗毁性能。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：该抗毁性测度敏感度高、精准性强，能够更好地反映指控网络的抗毁性能，可为设计和优化指控网络结构提供理论依据。

附图说明

本发明共有附图9幅：

图1为指控网络模型图；

图2为网络在受到随机攻击时，节点抗毁熵和边抗毁熵的变化情况图；

图3为指控网络受到随机攻击和蓄意攻击时，网络抗毁熵结果示意图；

图4为随机攻击节点数目对抗毁性评估结果的影响示意图；

图5为度排序攻击节点数目对抗毁性评估结果的影响示意图；

图6为接近度排序攻击节点数目对抗毁性评估结果的影响示意图；