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1、华中科技大学 硕士学位论文 复杂网络下软件扩散多智能体仿真研究 姓名：王瑞瑞 申请学位级别：硕士 专业：管理科学与工程 指导教师：龚晓光 20090501 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘摘 要要 随着互联网技术的飞速发展，越来越多的软件借助互联网进行营销和扩散。本研 究结合复杂网络理论和多智能体仿真技术，研究了网络效应软件和恶意软件的扩散动 力学特征和微观作用机制，建立网络效应软件扩散仿真模型和恶意软件扩散仿真模 型，对于指导软件企业制定营销策略和政府部门控制恶意软件扩散有重要的现实意 义。 与传统的产品相比，网络效应软件的扩散
2、网络交织着人际网络和互联网两种网 络。本文描述了网络效应软件的扩散动力学，建立了网络效应软件的价值函数和扩散 网络中消费者的采用决策函数，构建了基于双网络的网络效应软件扩散多智能体仿真 模型，分析了扩散网络拓扑结构、消费者内部异质性、消费者外部异质性及网络效应 强度对网络效应软件扩散的影响，并得出相关结论。研究结果表明，扩散网络拓扑结 构对网络效应软件扩散存在显著的影响，软件产品在双网络中的扩散速度最快，也最 先到达扩散稳态；消费者内部异质性越强，网络效应软件扩散速度越快；仅当扩散网 络类型为异质型时，消费者外部异质性对网络效应软件扩散存在影响，软件产品的扩 散速度比消费者外部同质时快；网络效
3、应强度越强，网络效应软件后期的扩散速度越 快。 恶意软件的扩散不同于传染病扩散在于它是利益驱动的。基于传染病扩散模型， 本文分析恶意软件扩散主机、持久免疫主机和普通主机的微观作用机制，建立基于无 标度网络的恶意软件扩散多智能体仿真模型，探讨持久免疫主机的比例、普通主机学 习效率和普通主机抵抗力异质性对恶意软件扩散的影响。研究表明增加持久免疫主机 比例能有效限制恶意软件的扩散；普通主机学习效率的增强直接减少被感染主机的数 量，并决定恶意软件扩散的成败；普通主机抵抗力异质性对恶意软件扩散没有影响， 只有提高网民解决恶意软件的能力才能遏制恶意软件的扩散。 关键词：关键词：复杂网络 多智能体仿真 网络
4、效应软件 恶意软件 扩散 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract With the rapid development of Internet technologies, more and more software have used the Internet for marketing and diffusing. This study combines complex networks theory and multi-agent simulation technology to explore the diff
5、usion dynamics and micro-mechanism of network effect software and malicious software, establish simulation models of the network effect software and the malicious software diffusion, which can guide the software enterprises to develop marketing strategy and government departments to control the spre
6、ad of malicious software. This has very important practical significance. Compared to traditional products, the diffusion networks of network effect software intertwine interpersonal networks and the Internet. This study describes diffusion dynamics of the network effect software, establishes the ut
7、ility function of network effect software and decision-making function of consumers, builds multi-agent simulation model of the network effect software diffusion which based on dual-networks, analyzes impacts of the diffusion network topology structure, the internal and external heterogeneity of con
8、sumers, the intensity of network effect on the software diffusion. The study draws some beneficial conclusions. The diffusion networks topology structure has significant impact on the diffusion of network effect software. The speed of software products diffusion in the dual-network is fastest, and t
9、he curve of diffusion reaches the steady-state firstly. The more the internal heterogeneity of consumers is, the faster the speed of software products diffusion is. Only if the diffusion networks are heterogeneous, the external heterogeneity of consumers can accelerate the speed of software products
10、 diffusion. The more the intensity of network effects is, the faster speed of software products diffusion is at the later stage. The diffusion of malicious software is different from the diffusion of infectious diseases. Because it was driven by interest. Based on the infectious diseases spread mode
11、l, this study analyzes the micro-mechanism of malicious software spread host, lasting immune host and ordinary host, builds multi-agent simulation model of the malicious software diffusion which based on scale-free networks, and explores the influence of the proportion of lasting immune host, the le
12、arning efficiency of the ordinary host, the heterogeneity of ordinary hosts resistance on the spread of malicious software. The II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 research results show that increasing proportion of the lasting immune host can effectively limit the spread of malicious
13、software. Enhancing learning efficiency of the ordinary host directly reduce the number of infected hosts. The learning efficiency determines the success or failure of the spread of malicious software. The heterogeneity of ordinary hosts resistance has no impact on the malicious software diffusion.
14、Only enhancing the ability of netizens to solve the malicious software can curb the spread of malicious software. Keyword: Complex Network; Multi-Agent Simulation; Network Effect Software; Malicious Software; Diffusion III 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何
15、其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“”
16、 ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪论绪论 本学位论文研究工作是依托国家自然科学基金青年基金“基于复杂网络理论的软 件新产品扩散多智能体建模与仿真” （70701014）进行的。 1.1 研究背景及研究意义研究背景及研究意义 信息产业部制定的软件与信息服务业“十一五”专项规划 ，明确提出未来五 年我国软件与信息服务业的发展目标是：国内市场销售额以 30%左右的速度持续增 长，到 2010 年突破 1 万亿元大关；形成 10-15 个软件年销售额超过 100 亿元、40-50 个销售额超过 50 亿元的软件骨干企业1。 产品
