[发明专利]一种基于模拟退火算法的多自主体网络容侵能力评估方法

摘要

本发明公开了一种基于模拟退火算法的多自主体网络容侵能力评估方法，本发明将模拟退火技术应用于网络容侵能力评估领域，同时在传统的模拟退火方法上综合考虑了在网络健壮性计算子集对更新时引入了三种备选状态，使得子集对更新具有更大采样随机性。本发明具有克服大规模多自主体网络容侵能力评估因NP难问题而无法求解的优点。

主权项

1.一种基于模拟退火算法的多自主体网络容侵能力评估方法，其特征在于：包括以下步骤：1)条件设置：采用图论中的节点表示多自主体，图论中的边表示自主体之间的通信链路；给定有向图D＝(V,E)，其中V为节点集合，E为边集；令A(D)为有向图D的邻接矩阵，再给定初始温度为T₀，终止温度为T_f，降温温度为ΔT，迭代次数q，令实时温度T_t为初始温度T₀；设置初始健壮性数值为(r_min，s_min)；令r_min＝min{δⁱⁿ(D)，[n/2]}，s_min＝n，其中δⁱⁿ(D)表示有向图D的最小入度，n表示有向图中的节点个数；2)获取初解：在节点集V中随机产生一对非空不相交子集对S₁,S₂，进行健壮性计算f(A(D)，S₁，S₂，r_min，s_min)，得到子集对S₁,S₂满足的最优健壮性数值(r，s)；3)产生新解：更新子集对S₁,S₂形成新的子集对S’₁，S’₂，再次进行健壮性计算f(A(D)，S’₁，S’₂，r_min，s_min)，得到子集对S’₁，S’₂满足的最优健壮性数值(r’，s’)；4)将初解与新解进行比较计算，记Δr＝(r’‑r)×n+(s’‑s)；假如新解优于初解，即Δr＜0，直接接受新解(S’₁，S’₂，r’，s’)；如果新解劣于初解，及Δr≥0，按照Metropolis准则接受新解(S’₁，S’₂，r’，s’)；Metropolis准则包括以下步骤：(4.1)生成随机数ξ∈U(0,1)；(4.2)假如exp(–Δr/Tt)>ξ，接受新解(S’₁，S’₂，r’，s’)；否则保持初解(S₁，S₂，r，s)；5)(r_min，s_min)数值更新：假如步骤4)中得到结果为新解，那么令r_min＝r’，s_min＝s’；假如步骤4)中得到结果为初解，那么令r_min＝r，s_min＝s；6)当迭代次数达到设定上限时，实时温度降低ΔT，即T_t←T_t‑ΔT，转步骤7)；否则转步骤2)；7)当实时温度T_t大于算法终止温度T_f时，转步骤2)；否则运算结束。