网络通信系统中的信息脆性结构研究分析

摘要：网络通信系统及其信息脆性结构是信息时代网络技术的重要内容，本文从两者的关系出发，对网络通信系统的脆性进行有效分析并对其风险进行了评估。

关键词：网络通信系统；脆性结构；风险评估

中图分类号：TN915.08 文献标识码：A 文章编号：1007—9599 （2012） 14—0000—02

现代信息通信系统是在互联网环境下的一个复杂庞大的系统，在信息网络化不断发展情况下，这种特征日益明显，但是相对的，在这样的庞大的系统环境下，不稳定与不确定性也开始不断出现。从而也导致了系统脆性事件的不断发生。其实，危害网络通信系统安全的因素和网络通信系统自身内部的不安全因素是网络通信系统与生俱来的，与网络通信系统相生相伴，因此，人们便不断地采取各种措施来增强网络通信的安全性。

一、网络通信系统与信息脆性环境的关系

系统脆性是指在系统环境中，所有作用于系统上并且有可能引发系统的脆性，造成系统突然崩溃的状况和因素。主要从下面几点分析系统与脆性环境之间的关系：

（一）系统与环境相生相随

系统对外部环境具有依赖性的关系，两者的相互作用和关系又具有外部规定性，系统的诞生、运行以及演化都要在特定的环境中进行，完全相同的因子会在不同的环境下按照不同的方式进行重组，而在特定的环境下，系统与环境之间才会形成新的依存关系。

（二）系统分类

根据系统与环境之间的关系可以把系统分为两类：封闭式脆性系统和开放式脆性系统。封闭式脆性系统与外部信息几乎不存在能量、信息以及其他方面上的沟通与交流，开放式脆性系统在能力、信息、以及其他方面与外面环境存在着较多的沟通与交流，在实际中，也有其他系统跟外部系统进行微小的沟通与交流，我们通常称其为封闭式脆性系统。

（三）系统脆性环境

脆性因子和脆性事件两个关键要素共同组成系统脆性环境。当这两个要素与通信系统之间发生相互作用时，就会激发系统脆性，导致系统突然崩溃。

二、网络通信系统脆性的特性分析

近年来，随着网络新业务的不断兴起，网络规模范围的不断扩大，系统结构的日益复杂，当前的网络通信系统存在着诸多危险性因素。由于网络信息系统与我们生产生活息息相关，系统涉及的范围比较大，因此潜在的危险性因素就越多。脆性是系统的基本属性，其在系统中也具有一些特性，主要表现在下面几点：

（一）伴随性

当通信系统中的某一部分受到某种外界因素的攻击或干扰时，通信系统在特定的条件下会出现突然性的崩溃，在此之后，只要与这个系统有脆性联系的其他系统也就会由于伴随的脆性而突然崩溃。

（二）隐藏性

通信系统的脆性是不会被人们轻易所知的，在平时并不会表现出来，如果表现出来了那么一定是系统受到强烈的外部刺激与干扰。网络通信系统复杂多变，随时都存在着脆性被激发出来的可能性。即使是系统发生演进升级，脆性被激发的可能性也会随之变化，而且系统越是有序的演进，其脆性被激发的可能性就越大。

（三）延时性

网络通信系统是一个具有开放性和自动组织性的复杂庞大的系统，因此如果系统出现异常时，系统自身会调节，努力维持系统的正常状态，所以如果系统受到外部因素的影响的时候不会马上崩溃，而是会有一段时间的延迟。

（四）作用结果表现形式的多样性

网络通信系统本身的开放性和特有的进化方式以及复杂多变的外界环境决定了系统的脆性成分的状态也具有多样性的特点，而激发脆性的方式也随之变化莫测，所以脆性影响系统所遭受到损失的表现形式也各不相同。

（五）作用结果危害的严重性

网络通信系统的崩溃就是指系统不能正常有序的工作，工作状态混乱、无序。因此，网络通信系统的脆性在一定的时期具有一定程度的危害性，而各个复杂的系统往往与人们的生活、社会经济的进步以及国家各方面发展密切相关，因此如果系统发生崩溃，那么就会对社会的各行各业的生产和人们的生活产生重大的影响。

（六）子系统之间的非合作博弈是系统脆性的根源之一

网络通信系统在受到脆性的影响时，表现为熵增，子系统之间为了争取有限的负熵资源，使其熵值降低，他们之间肯定是非合作博弈的。

（七）整合性

只有系统作为一个复杂庞大的整体时，脆性才会是其基本属性，假如只是从一个子系统的微观角度去看，是看不出脆性的。

三、网络通信系统的信息脆性风险评估

现阶段，网络通信系统已经成为自治系统，具有开放性、复杂性、非线性以及自组织性的特点。网络通信系统的脆性理论研究是针对其安全性研究的一个重要课题。以下内容对基于脆性风险熵的网络通信系统的信息脆性风险进行了分析和评估，同时要求应根据实际情况对其进行分析，降低风险。

（一）信息脆性风险熵原理

脆性风险熵是衡量通信系统在某一时刻的脆性风险，是对系统的脆性风险的整体把握和预测能力的具体体现。

1.概率风险熵

脆性风险是由外部环境的风险事件的不确定性因素激发的，它表现了系统脆性被引发从而突然崩溃的风险。因此，笔者系统的不确定性是脆性风险的根本来源。如图所示：

2.脆性崩溃系数

在实际情况中，虽然脆性实践的不确定性是系统的脆性风险的来源，但又不完全由脆性事件的分布所决定，还与脆性事件的结果有密切的联系。其数学模型如下图所示：

3.脆性风险熵

为了更好的表示系统整体脆性风险，把脆性事件空间中脆性事件的风险函数在效用系数空间的平均值定义为系统的脆性风险熵。如图：

4.脆性风险熵变化率

脆性风险熵不能准确地描述系统运行演变时对系统脆性度的影响，而是描述系统某一时刻的系统不确定程度。因此，对于易受干扰的网络通信系统，反映系统崩溃趋势的重要指标就是系统脆性风险熵的变化率。脆性风险熵变化率的公式如下：

（二）网络通信系统的脆性风险模型分析

我们通常先通过网络通信系统的风险点或者区域来确定网络通信系统的脆性风险模型，进而再分析网络通信系统的脆性结构。分析系统脆性结构主要就是分析包括系统脆性因子和脆性事件两方面的系统的脆性环境。脆性事件具有多变性、重复性以及难以预测性等特点，网络通信系统的脆性环境可以直接由脆性事件构成，而脆性因子则是存在于脆性事件中，具有一定的稳定性、隐藏性以及可预测性的特点，这与脆性事件截然不同。

脆性因子是系统脆性结构的基础，在外部条件干扰下，能够体现出激发系统的脆性的作用。脆性事件在系统脆性环境中起着脆性因子影响系统的媒介作用，通常情况下，多个脆性因子共同组成一个具体的脆性事件，而脆性事件就能够单独构成脆性环境。上述的系统的脆性结构模型表明，系统的脆性事件集与脆性因子两者共同构成了系统的脆性结构模型。因此，如果出现系统崩溃的情况，我们通常先分析系统脆性事件，识辨脆性事件中包含的基本脆性因子，接下来再根据不同脆性因子的特征和其危害后果，分析网络通信系统崩溃的作用程度，最后再通过计算脆性风险熵，获得网络通信系统脆性风险评价模型。

四、结语

脆性是网络通信系统与生俱来的根本属性之一，是不能够完全消除的，此外，网络通信系统脆性的度量还受到外部环境的影响。网络通信系统脆性结构实际上体现的是系统的脆性环境，而脆性因子和脆性事件又共同构成系统脆性环境。关于网络通信系统中的脆性风险管理需要根据实际情况进行，只有科学合理的对系统脆性风险进行分析，实现系统脆性风险的有效控制。

参考文献：

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