有向无环图的高效归约算法

将一个应用程序部署到给定的片上网络上执行时,需要将应用程序中的每一个子任务都指派给片上网络中的一个节点执行。该问题一般被建模成一组子任务作为顶点的有向无环图,任务在片上网络上的部署过程就等同于一个有向无环图的顶点向一个片上网络拓扑映射的过程。而随着应用程序和片上网络规模的增大,计算一个最优的映射方案是典型的难解问题。为了加速有向无环图到片上网络拓扑的映射过程,提出了有向无环图的归约算法,使归约后的图中的顶点数量尽可能地与给定片上网络中的节点数量相同。提出的图归约算法可以有效地识别出所有可归约子图,这些可归约子图可被归约为单一顶点。新算法的适用范围从嵌套图扩展到了任意图,并且拥有与原算法相同的复杂度量级。还提出了一种并行化的算法思想来加速可归约子图的搜索过程。     

基于图神经网络的动态网络异常检测算法

动态变化的图数据在现实应用中广泛存在,有效地对动态网络异常数据进行挖掘,具有重要的科学价值和实践意义.大多数传统的动态网络异常检测算法主要关注于网络结构的异常,而忽视了节点和边的属性以及网络变化的作用.提出一种基于图神经网络的异常检测算法,将图结构、属性以及动态变化的信息引入模型中,来学习进行异常检测的表示向量.具体地,改进图上无监督的图神经网络框架DGI,提出一种面向动态网络无监督表示学习算法Dynamic-DGI.该方法能够同时提取网络本身的异常特性以及网络变化的异常特性,用于表示向量的学习.实验结果表明,使用该算法学得的网络表示向量进行异常检测,得到的结果优于最新的子图异常检测算法SpotLight,并且显著优于传统的网络表示学习算法.除了能够提升异常检测的准确度,该算法也能够挖掘网络中存在的有实际意义的异常.     

一种求有向图中任意两顶点之间的有向子图算法

本文给出了求有向图中任意两顶大、之间的有向子图算法．该算法改善了求任意两顶．大之间的最短路径的时间复杂度．且有利于有向阁的局部优化。     

有向软件图自动布局的主流向式算法

软件图分为有向的和无向的两大类，对于有向软件图，我们选择数据流图作为代表，给出其可读性准则，并建立了其自动布局的主流向式算法，该算法的优点是其生成的有向软件图主流方向明确，易于阅读。     

基于非负矩阵分解的有向网络半监督社区检测

有向网络上的社区检测是网络科学领域一个重要的课题. 针对这一问题, 本文提出了一种基于非负矩阵分解的有向网络半监督社区检测算法, 首先利用先验信息重构邻接矩阵, 然后使用先验信息对节点的社区隶属度进行惩罚, 并通过行归一化消除节点度异质性的影响, 最后运用交替迭代更新给出了目标函数的求解方法. 在真实网络数据上的对比实验验证了算法的有效性, 相对于基于非负矩阵分解的现有方法, 本文方法能显著提高社区发现的准确性.     

基于拓扑序列的DAG子图包含查询算法研究

图模型具有强大的表达能力,被广泛用于各种应用领域的数据建模.如何在大规模图数据库中进行高效子图包含查询是当前的研究难点之一.由于子图同构是一个NP完全问题,在现有的子图包含查询算法中,基于图特征的索引技术被广泛用来提高查询处理性能,但是这些索引结构的维护代价较高.针对有向无环图提出了一种基于拓扑序列的子图包含查询算法,...     

基于有向无环图的互联网域内节能路由算法

互联网在快速发展的过程中面临新的挑战,其中网络能耗问题尤为突出。学术界提出了大量用于 解决网络能耗问题 的方案,然而这些方案都考虑了网络中的实时流量数据,计算复杂度较高,不利于实际部署。对此,提出一种基于有向无环图的互联网域内节能路由算法(Energy-efficient Intra-domain Routing Algorithm Based on Directed Acyclic Graph,EEBDAG),该方法 利用有向无环图来解决因链路关闭造成的路由环路和网络性能下降等问题, 仅须考虑网络拓扑结构,不需要考虑网络中的实时流量数据 。实验结果表明,EEBDAG不仅具有较低的节能比率,而且具有较低的链路利用率,为ISP解决互联网节能问题提供了一种全新的方案。     

基于网络嵌入的稀疏子图发现算法

针对稀疏子图发现问题中使用高维稀疏向量表示网络信息存在的时间和空间消耗大的问题，提出一种基于网络嵌入的稀疏子图发现（TGF）算法。该算法首先通过网络嵌入的方法将网络结构映射到低维空间中，得到节点的低维向量表示；然后定义向量空间中的稀疏子集发现问题，将稀疏子图发现问题转化为稀疏子集发现问题；迭代搜索局部密度最低的样本点并对其进行扩张，最终找到一个满足条件的最大稀疏子集。实验结果表明，在Synthetic_1000数据集上与TERA（Triangle and Edge Reduction Algorithm）和WK（Weight of K-hop）算法相比，TGF算法的搜索效率是TERA的1 353倍，是WK算法的4倍，并且在k-line、k-triangle和k-density指标上也取得了较优的结果。     

基于网络嵌入的稀疏子图发现算法

针对稀疏子图发现问题中使用高维稀疏向量表示网络信息存在的时间和空间消耗大的问题,提出一种基于网络嵌入的稀疏子图发现（TGF）算法。该算法首先通过网络嵌入的方法将网络结构映射到低维空间中,得到节点的低维向量表示;然后定义向量空间中的稀疏子集发现问题,将稀疏子图发现问题转化为稀疏子集发现问题;迭代搜索局部密度最低的样本点并对其进行扩张,最终找到一个满足条件的最大稀疏子集。实验结果表明,在Synthetic_1000数据集上与TERA（Triangle and Edge Reduction Algorithm）和WK（Weight of K-hop）算法相比,TGF算法的搜索效率是TERA的1 353倍,是WK算法的4倍,并且在k-line、k-triangle和k-density指标上也取得了较优的结果。     

基于有向赋权图的垃圾邮件社团发现算法

本文在有向赋权邮件网络的基础上,针对垃圾邮件的特征,分析邮件发送者和接收者的关系,通过社团密度这一度量函数,对有向赋权邮件网络进行社团结构分析,以准确确定社团结构与形式,该算法另一优势是可发现重叠社团。     

基于图神经网络的工控网络异常检测算法

网络异常检测技术成为入侵检测领域的重点研究内容,但由于目前网络异常检测大多都停留在单点网络异常检测,对不断更新的联合异常攻击和恶意软件无法做出快速及时的相应.本文提出了一种基于图神经网络的工控网络异常检测算法,融合网络节点自身属性以及网络拓扑结构中邻域节点的信息实现对网络异常的检测.首先,每个网络节点获取蕴含了连接节点的特征信息以及节点之间交互信息的状态向量;其次,每个节点使用不动点理论对网络进行迭代更新;最后,根据节点自身信息以及邻域节点信息通过神经网络提取更高层次的特征作为该节点的表示,最后用聚类进行工控网络节点异常行为检测.实验结果表明,本文提出算法在具有较高检测率的同时,也具有较高的鲁棒性.     

一种高效的凸连通子图枚举算法

在可配置处理器的定制指令设计过程中,需要提取热点代码数据流图的凸连通子图.为实现子图的快速枚举,对有向无环图内的凸子图特性进行了研究.根据凸子图特性和节点邻接关系,提出了一种AS(adjacent search) 算法用于枚举有向无环图内满足I/O端口约束的凸连通子图.实验数据显示,AS算法比现有算法具有更高的效率,加速比可达10～1000X.当现有算法因数据流图规模较大而失效时,应用AS算法仍能成功完成子图枚举.     

基于双索引的子图查询算法

传统的子图查询算法大多只在图数据库上进行一次挖掘算法,即在图数据库上建立稳定的数据库索引后将不再对索引进行更新.随着查询兴趣的改变或数据库的频繁更新,原有的数据库索引将不再能提供有用的信息来减少查询过程中候选图的数量.为此,提出一种双索引的子图查询算法,同时在数据库和查询流上挖掘频繁子图并建立索引.子图查询和查询流索引的建立同步进行,即使查询兴趣改变,查询流索引也能自适应地更新索引信息来优化查询效率.针对数据库的频繁更新,查询流索引已提供实时的有效信息,数据库索引无需重新建立.实验结果表明,双索引的结合能有效提高查询子图的处理效率.     

子图相似性的恶意程序检测方法

动态行为分析是一种常见的恶意程序分析方法,常用图来表示恶意程序系统调用或资源依赖等,通过图挖掘算法找出已知恶意程序样本中公共的恶意特征子图,并通过这些特征子图对恶意程序进行检测.然而这些方法往往依赖于图匹配算法,且图匹配不可避免计算慢,同时,算法中还忽视了子图之间的关系,而考虑子图间的关系有助于提高模型检测效果.为了解决这两个问题,提出了一种基于子图相似性恶意程序检测方法,即DMBSS.该方法使用数据流图来表示恶意程序运行时的系统行为或事件,再从数据流图中提取出恶意行为特征子图,并使用"逆拓扑标识"算法将特征子图表示成字符串,字符串蕴含了子图的结构信息,使用字符串替代图的匹配.然后,通过神经网络来计算子图间的相似性即将子图结构表示成高维向量,使得相似子图在向量空间的距离也较近.最后,使用子图向量构建恶意程序的相似性函数,并在此基础上,结合SVM分类器对恶意程序进行检测.实验结果显示,与其他方法相比,DMBSS在检测恶意程序时速度较快,且准确率较高.     

基于完全子图的社区发现算法

根据复杂网络中同一社区内节点连接比较紧密,社区之间节点连接比较稀疏的特点,提出一种基于完全子图的社区发现算法,通过判别2个节点是否能在网络中与任意一个节点构成3个节点的完全子图来确认该2点是否属于同一社区。对于有些节点并不满足完全子图,或在不同社区同时满足完全子图的情况,采用节点社区归属度解决该节点的归属问题。该算法不需要任何参数设置,在计算机生成网络和真实网络上进行测试,结果验证了该算法的可行性和准确性。     

在线自适应网络异常检测系统模型与算法

随着因特网等计算机网络应用的增加,安全问题越来越突出,对具有主动防御特征的入侵检测系统的需求日趋紧迫.提出一个轻量级的在线自适应网络异常检测系统模型,给出了相关算法.系统能够对实时网络数据流进行在线学习和检测,在少量指导下逐渐构建网络的正常模式库和入侵模式库,并根据网络使用特点动态进行更新.在检测阶段,系统能够对异常数据进行报警,并识别未曾见过的新入侵.系统结构简单,计算的时间复杂度和空间复杂度都很低,满足在线处理网络数据的要求.在DARPA KDD 99入侵检测数据集上进行测试,10%训练集数据和测试集数据以数据流方式顺序一次输入系统,在40s之内系统完成所有学习和检测任务,并达到检测率91.32% 和误报率0.43% 的结果.实验结果表明系统实用性强,检测效果令人满意,而且在识别新入侵上有良好的表现.     

一种基于Apriori思想的频繁子图发现算法

如今,关联规则技术应用在许多非传统领域,许多已有的频繁项集搜索方法已经不适用了。一种解决的方法就是用图的形式表示这些领域的事务,然后利用基于图论的数据挖掘技术发现频繁子图。本文提出了一种基于Aproiri思想的频繁子图发现算法SLAGM,它可以有效地挖掘简单图中的频繁子图。实验证明,该算法在性能上优于另一种子图挖掘算法AGM。     

基于模糊相对熵的网络异常流量检测方法研究

基于模糊相对熵的网络异常流量检测方法可以在缺乏历史流量数据的情况下,通过对网络流量特征进行假设检验,实现对网络异常行为的检测发现。通过搭建模拟实验环境,设计测试用例对基于模糊相对熵的网络异常流量检测方法进行多测度测试验证,结果表明该方法在设定合理模糊相对熵阈值的情况下检测率可达84.36%,具有良好的检测效率。     

基于时空融合图网络学习的视频异常事件检测

视频中异常事件所体现的时空特征存在着较强的相关关系.针对视频异常事件发生的时空特征相关性而影响检测性能问题,提出了基于时空融合图网络学习的视频异常事件检测方法,该方法针对视频片段的特征分别构建空间相似图和时间连续图,将各片段对应为图中的节点,考虑各节点特征与其他节点特征的Top-k相似性动态形成边的权重,构成空间相似图;考虑各节点的m个时间段内的连续性形成边的权重,构成时间连续图．将空间相似图和时间连续图进行自适应加权融合形成时空融合图卷积网络,并学习生成视频特征.在排序损失中加入图的稀疏项约束降低图模型的过平滑效应并提升检测性能.在UCF-Crime和ShanghaiTech等视频异常事件数据集上进行了实验,以接收者操作曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)以及曲线下面积(area under curve, AUC)值作为性能度量指标.在UCF-Crime数据集下,提出的方法在AUC上达到80.76%,比基准线高5.35%;在ShanghaiTech数据集中,AUC达到89.88%,比同类最好的方法高5.44%.实验结果表明:所提出的方法可有效提高视频异常事件检测的性能.     

基于邻居信息聚合的子图同构匹配算法

图匹配在现实中被广泛运用,而子图同构匹配是其中的研究热点,具有重要的科学意义与实践价值。现有子图同构匹配算法大多基于邻居关系来构建约束条件,而忽略了节点的局部邻域信息。对此,提出了一种基于邻居信息聚合的子图同构匹配算法。首先,将图的属性和结构导入到改进的图卷积神经网络中进行特征向量的表示学习,从而得到聚合后的节点局部邻域信息;然后,根据图的标签、度等特征对匹配顺序进行优化,以提高算法的效率;最后,将得到的特征向量和优化的匹配顺序与搜索算法相结合,建立子图同构的约束满足问题（CSP）模型,并结合CSP回溯算法对模型进行求解。实验结果表明,与经典的树搜索算法和约束求解算法相比,该算法可以有效地提高子图同构的求解效率。