[发明专利]一种复杂网络拓扑中心节点的搜索算法

说明书

本发明属于网络安全技术领域，公开的一种复杂网络拓扑中心节点的搜索算法，其步骤如下：网络拓扑结构获取；节点无向图获取；节点遍历度求解；网络遍历度求解；网络拓扑中心节点求解。本发明采用的网络拓扑中心节点是从网络信息扩散速度以及时间效率上对节点的重要性进行度量，既可以为复杂网络防御提供理论基石，也可以为复杂网络信息系统的精确授时提供解决方案。因此本发明尤其适用于复杂网络防御的关键节点及网络信息系统精确授时解决方案。

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，具体涉及一种复杂网络拓扑中心节点的搜索算法。

背景技术

复杂网络中心性的研究是网络安全领域的一个重要分支，网络节点的重要性可通过节点的中心性来衡量。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侧重于从网络的连通性对节点的重要性进行描述，而本发明所定义的网络中心节点则是从网络信息扩散的速度以及时间效率上对节点的重要性进行度量。

网络拓扑中心节点搜索算法与网络病毒的传播、网络舆情的扩散和NTP服务器的分层授时原则相一致，因此网络中心节点理论既可以为复杂网络防御提供理论基石，也可以为复杂网络信息系统的精确授时提供解决方案。

复杂网络防御的理论基石网络中心节点是整个网络的关键节点和关键路径的必经之处，应该有针对性的对网络中心节点的脆弱性和薄弱环节进行防御。

网络信息系统精确授时解决方案在不增加网络硬件设备和不改变网络拓扑结构的情况下，在网络中心节点配置NTP(网络时间服务器)主服务器，减少了主服务器对全网分层授时的层数，从而达到对整个网络的最精确授时。

以网络信息扩散速度和时间效率度量节点重要性的复杂网络中心节点求解问题是非常有难度、有挑战性的，当前公开发表的文献中，尚未看到相关研究成果。

发明内容

本发明提出了以网络信息扩散速度和时间效率度量节点重要性的一种复杂网络中心节点的搜索算法，既可以为复杂网络防御提供理论基石，也可以为复杂网络信息系统的精确授时提供解决方案。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种复杂网络拓扑中心节点的搜索算法，具体步骤如下：

步骤1、网络拓扑结构获取

扫描目标网络，发现活动主机，获取网络拓扑结构；

步骤2、节点无向图获取

将步骤1得到的目标网络拓扑结构的各节点及连通性用简单无向连通图G＝(V,E)表示，其中V和E分别为节点和边的集合；

步骤3、节点遍历度求解

对步骤2得到的简单无向连通图G＝(V,E)中求解节点v∈V到其它节点的最短路径，选取最短路径的最大值为节点遍历度；设节点v₁,v₂∈V在图G的最短路径长度为P_L(v₁,v₂)，则节点v在图G的节点遍历度为：N_d(v)＝max_u∈V(P_L(u,v))；

步骤4、网络遍历度求解

依据步骤3，求解简单无向连通图G＝(V,E)中每个节点v的节点遍历度，选取节点遍历度的最小值为网络遍历度；图G的网络遍历度为：N_d＝min_v∈V(N_d(v))；

步骤5、网络拓扑中心节点求解

依据步骤4，若节点v∈V的节点遍历度等于网络遍历度，即N_d(v)＝N_d，则判定节点v为网络中心节点。