FCS 优青论坛 | 网络鲁棒性度量指标的比较研究

2017 年 9 月 1 日 FCS 计算机科学前沿

导读

本篇「优青论坛」文章全面介绍了网络攻击和现有鲁棒性度量指标，并对 9 种被广泛使用的鲁棒性指标进行了比较研究。「优青」作者为刘静。

刘静，西安电子科技大学教授。2015 年「NSFC 优秀青年基金」获得者。作者详细介绍参见文末。

网络的鲁棒性描述了网络抵抗攻击和故障的能力。为了评估网络的鲁棒性，大量针对鲁棒性不同方面的度量指标已被提出，然而，这些指标是否可以正确地评估网络鲁棒性，以及可以评估网络鲁棒性的哪些方面仍需要进一步研究。

本文首先全面介绍了网络攻击和现有鲁棒性度量指标，并对9种被广泛使用的鲁棒性指标进行了比较研究。为了验证鲁棒性指标是否能够正确地评估网络的鲁棒性，文章首先研究了初始和优化网络中的鲁棒性指标的敏感度。在此基础上，文章还研究了在优化过程中这些鲁棒性指标的性能。

文章实验得出以下主要结论：

在初始网络中，鲁棒性指标对变化的反应比在优化网络中更敏感。

由于提高网络鲁棒性的过程中会牺牲网络的一些性能（比如最短路径长度和通信效率），优化的网络在应用中需要考虑实际情况的限制。

相关性比较大的网络鲁棒性指标可以一起优化。

这些结论表明，在现实情况中仅使用某一个鲁棒性指标优化过的网络并不能获取理想效果。需要考虑实际需求，同时使用两个以上的合适的鲁棒性指标对网络进行优化。

FCS「优青论坛」由主编李未院士，执行主编熊璋教授和周志华教授发起，以综述论文的形式，集中展现「NSFC 优秀青年基金」获得者对所研究领域的分析和见解，介绍最新的研究进展和成果。

文章精要

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作者介绍

刘静，西安电子科技大学教授、博士生导师。长期从事智能计算、复杂网络与数据挖掘领域的研究工作，已合作出版英文专著2部、中文专著2部、在国内外一流期刊和会议发表论文百余篇。现任 IEEE Trans. on Evolutionary Computation编委，IEEE智能计算学会涌现科技技术委员会主席。已主持多项国家级、省部级科研项目。2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2008年作为陕西省高等教育系统的唯一代表参加了全国第十届妇女代表大会，2013年作为第三完成人获得国家自然科学二等奖，2014年获得吴文俊人工智能科学技术创新二等奖（个人奖），2015年入选陕西省中青年科技创新领军人才，同年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金资助，2016年入选科技部中青年科技创新领军人才。

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期刊封面_icon.jpg Frontiers of Computer Science 是由教育部主管、高等教育出版社和德国 Springer 公司共同出版的英文学术期刊。本刊于 2007 年创刊，双月刊，全球发行。主要刊登计算机科学领域具有创新性的综述论文、研究论文等。本刊主编为李未院士，执行主编为熊璋教授和周志华教授。编委会及青年 AE 团队由国内外知名学者及优秀青年学者组成。本刊被 SCI、Ei、DBLP、INSPEC、SCOPUS 和中国科学引文数据库（CSCD）核心库等收录，为 CCF 推荐期刊；两次入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”。