網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的信息脆性結(jié)構(gòu)研究分析

摘要：網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)及其信息脆性結(jié)構(gòu)是信息時代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要內(nèi)容，本文從兩者的關(guān)系出發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性進(jìn)行有效分析并對其風(fēng)險進(jìn)行了評估。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)；脆性結(jié)構(gòu)；風(fēng)險評估

中圖分類號：TN915.08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007—9599 （2012） 14—0000—02

現(xiàn)代信息通信系統(tǒng)是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的一個復(fù)雜龐大的系統(tǒng)，在信息網(wǎng)絡(luò)化不斷發(fā)展情況下，這種特征日益明顯，但是相對的，在這樣的龐大的系統(tǒng)環(huán)境下，不穩(wěn)定與不確定性也開始不斷出現(xiàn)。從而也導(dǎo)致了系統(tǒng)脆性事件的不斷發(fā)生。其實，危害網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)安全的因素和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)自身內(nèi)部的不安全因素是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與生俱來的，與網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)相生相伴，因此，人們便不斷地采取各種措施來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。

一、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與信息脆性環(huán)境的關(guān)系

系統(tǒng)脆性是指在系統(tǒng)環(huán)境中，所有作用于系統(tǒng)上并且有可能引發(fā)系統(tǒng)的脆性，造成系統(tǒng)突然崩潰的狀況和因素。主要從下面幾點分析系統(tǒng)與脆性環(huán)境之間的關(guān)系：

（一）系統(tǒng)與環(huán)境相生相隨

系統(tǒng)對外部環(huán)境具有依賴性的關(guān)系，兩者的相互作用和關(guān)系又具有外部規(guī)定性，系統(tǒng)的誕生、運(yùn)行以及演化都要在特定的環(huán)境中進(jìn)行，完全相同的因子會在不同的環(huán)境下按照不同的方式進(jìn)行重組，而在特定的環(huán)境下，系統(tǒng)與環(huán)境之間才會形成新的依存關(guān)系。

（二）系統(tǒng)分類

根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間的關(guān)系可以把系統(tǒng)分為兩類：封閉式脆性系統(tǒng)和開放式脆性系統(tǒng)。封閉式脆性系統(tǒng)與外部信息幾乎不存在能量、信息以及其他方面上的溝通與交流，開放式脆性系統(tǒng)在能力、信息、以及其他方面與外面環(huán)境存在著較多的溝通與交流，在實際中，也有其他系統(tǒng)跟外部系統(tǒng)進(jìn)行微小的溝通與交流，我們通常稱其為封閉式脆性系統(tǒng)。

（三）系統(tǒng)脆性環(huán)境

脆性因子和脆性事件兩個關(guān)鍵要素共同組成系統(tǒng)脆性環(huán)境。當(dāng)這兩個要素與通信系統(tǒng)之間發(fā)生相互作用時，就會激發(fā)系統(tǒng)脆性，導(dǎo)致系統(tǒng)突然崩潰。

二、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)脆性的特性分析

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)的不斷興起，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模范圍的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)存在著諸多危險性因素。由于網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)與我們生產(chǎn)生活息息相關(guān)，系統(tǒng)涉及的范圍比較大，因此潛在的危險性因素就越多。脆性是系統(tǒng)的基本屬性，其在系統(tǒng)中也具有一些特性，主要表現(xiàn)在下面幾點：

（一）伴隨性

當(dāng)通信系統(tǒng)中的某一部分受到某種外界因素的攻擊或干擾時，通信系統(tǒng)在特定的條件下會出現(xiàn)突然性的崩潰，在此之后，只要與這個系統(tǒng)有脆性聯(lián)系的其他系統(tǒng)也就會由于伴隨的脆性而突然崩潰。

（二）隱藏性

通信系統(tǒng)的脆性是不會被人們輕易所知的，在平時并不會表現(xiàn)出來，如果表現(xiàn)出來了那么一定是系統(tǒng)受到強(qiáng)烈的外部刺激與干擾。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)復(fù)雜多變，隨時都存在著脆性被激發(fā)出來的可能性。即使是系統(tǒng)發(fā)生演進(jìn)升級，脆性被激發(fā)的可能性也會隨之變化，而且系統(tǒng)越是有序的演進(jìn)，其脆性被激發(fā)的可能性就越大。

（三）延時性

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是一個具有開放性和自動組織性的復(fù)雜龐大的系統(tǒng)，因此如果系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)自身會調(diào)節(jié)，努力維持系統(tǒng)的正常狀態(tài)，所以如果系統(tǒng)受到外部因素的影響的時候不會馬上崩潰，而是會有一段時間的延遲。

（四）作用結(jié)果表現(xiàn)形式的多樣性

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)本身的開放性和特有的進(jìn)化方式以及復(fù)雜多變的外界環(huán)境決定了系統(tǒng)的脆性成分的狀態(tài)也具有多樣性的特點，而激發(fā)脆性的方式也隨之變化莫測，所以脆性影響系統(tǒng)所遭受到損失的表現(xiàn)形式也各不相同。

（五）作用結(jié)果危害的嚴(yán)重性

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的崩潰就是指系統(tǒng)不能正常有序的工作，工作狀態(tài)混亂、無序。因此，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性在一定的時期具有一定程度的危害性，而各個復(fù)雜的系統(tǒng)往往與人們的生活、社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步以及國家各方面發(fā)展密切相關(guān)，因此如果系統(tǒng)發(fā)生崩潰，那么就會對社會的各行各業(yè)的生產(chǎn)和人們的生活產(chǎn)生重大的影響。

（六）子系統(tǒng)之間的非合作博弈是系統(tǒng)脆性的根源之一

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在受到脆性的影響時，表現(xiàn)為熵增，子系統(tǒng)之間為了爭取有限的負(fù)熵資源，使其熵值降低，他們之間肯定是非合作博弈的。

（七）整合性

只有系統(tǒng)作為一個復(fù)雜龐大的整體時，脆性才會是其基本屬性，假如只是從一個子系統(tǒng)的微觀角度去看，是看不出脆性的。

三、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的信息脆性風(fēng)險評估

現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)已經(jīng)成為自治系統(tǒng)，具有開放性、復(fù)雜性、非線性以及自組織性的特點。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性理論研究是針對其安全性研究的一個重要課題。以下內(nèi)容對基于脆性風(fēng)險熵的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的信息脆性風(fēng)險進(jìn)行了分析和評估，同時要求應(yīng)根據(jù)實際情況對其進(jìn)行分析，降低風(fēng)險。

（一）信息脆性風(fēng)險熵原理

脆性風(fēng)險熵是衡量通信系統(tǒng)在某一時刻的脆性風(fēng)險，是對系統(tǒng)的脆性風(fēng)險的整體把握和預(yù)測能力的具體體現(xiàn)。

1.概率風(fēng)險熵

脆性風(fēng)險是由外部環(huán)境的風(fēng)險事件的不確定性因素激發(fā)的，它表現(xiàn)了系統(tǒng)脆性被引發(fā)從而突然崩潰的風(fēng)險。因此，筆者系統(tǒng)的不確定性是脆性風(fēng)險的根本來源。如圖所示：

2.脆性崩潰系數(shù)

在實際情況中，雖然脆性實踐的不確定性是系統(tǒng)的脆性風(fēng)險的來源，但又不完全由脆性事件的分布所決定，還與脆性事件的結(jié)果有密切的聯(lián)系。其數(shù)學(xué)模型如下圖所示：

3.脆性風(fēng)險熵

為了更好的表示系統(tǒng)整體脆性風(fēng)險，把脆性事件空間中脆性事件的風(fēng)險函數(shù)在效用系數(shù)空間的平均值定義為系統(tǒng)的脆性風(fēng)險熵。如圖：

4.脆性風(fēng)險熵變化率

脆性風(fēng)險熵不能準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)運(yùn)行演變時對系統(tǒng)脆性度的影響，而是描述系統(tǒng)某一時刻的系統(tǒng)不確定程度。因此，對于易受干擾的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，反映系統(tǒng)崩潰趨勢的重要指標(biāo)就是系統(tǒng)脆性風(fēng)險熵的變化率。脆性風(fēng)險熵變化率的公式如下：

（二）網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性風(fēng)險模型分析

我們通常先通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的風(fēng)險點或者區(qū)域來確定網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性風(fēng)險模型，進(jìn)而再分析網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性結(jié)構(gòu)。分析系統(tǒng)脆性結(jié)構(gòu)主要就是分析包括系統(tǒng)脆性因子和脆性事件兩方面的系統(tǒng)的脆性環(huán)境。脆性事件具有多變性、重復(fù)性以及難以預(yù)測性等特點，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的脆性環(huán)境可以直接由脆性事件構(gòu)成，而脆性因子則是存在于脆性事件中，具有一定的穩(wěn)定性、隱藏性以及可預(yù)測性的特點，這與脆性事件截然不同。

脆性因子是系統(tǒng)脆性結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，在外部條件干擾下，能夠體現(xiàn)出激發(fā)系統(tǒng)的脆性的作用。脆性事件在系統(tǒng)脆性環(huán)境中起著脆性因子影響系統(tǒng)的媒介作用，通常情況下，多個脆性因子共同組成一個具體的脆性事件，而脆性事件就能夠單獨構(gòu)成脆性環(huán)境。上述的系統(tǒng)的脆性結(jié)構(gòu)模型表明，系統(tǒng)的脆性事件集與脆性因子兩者共同構(gòu)成了系統(tǒng)的脆性結(jié)構(gòu)模型。因此，如果出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的情況，我們通常先分析系統(tǒng)脆性事件，識辨脆性事件中包含的基本脆性因子，接下來再根據(jù)不同脆性因子的特征和其危害后果，分析網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)崩潰的作用程度，最后再通過計算脆性風(fēng)險熵，獲得網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)脆性風(fēng)險評價模型。

四、結(jié)語

脆性是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與生俱來的根本屬性之一，是不能夠完全消除的，此外，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)脆性的度量還受到外部環(huán)境的影響。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)脆性結(jié)構(gòu)實際上體現(xiàn)的是系統(tǒng)的脆性環(huán)境，而脆性因子和脆性事件又共同構(gòu)成系統(tǒng)脆性環(huán)境。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的脆性風(fēng)險管理需要根據(jù)實際情況進(jìn)行，只有科學(xué)合理的對系統(tǒng)脆性風(fēng)險進(jìn)行分析，實現(xiàn)系統(tǒng)脆性風(fēng)險的有效控制。

參考文獻(xiàn)：

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