带度数上界的偏好连接模型及其在无线传感器网络密钥预分配中的应用

偏好连接模型在复杂网络中已被广泛研究，因为它们能够解释许多网络的形成，例如社交网络、引文网络、电网和生物网络等。受无线传感器网络（WSN）中密钥预分配应用的启发，我们开创了带度数上界的偏好连接研究。我们的论文对两个不同领域做出了两项重要贡献。第一项是对复杂网络研究的贡献。我们首次提出了带度数上界的偏好连接模型。在常规偏好连接模型中，度分布遵循幂律，即大量低度节点和少量高度节点。在我们的方案中，节点可具有最大度数 $d_{\max}$，其中 $d_{\max}$ 是根据应用选取的整数。第二项是在无线传感器网络安全方面。我们基于上述模型提出了一种新的密钥预分配方案。该模型的重要特征是：网络完全连通，相较于传统密钥预分配方案拥有更少的密钥、更大的巨组件规模以及更短的平均路径长度，并且对随机节点攻击具有可媲美的弹性。我们认为，在诸如密钥预分配和物联网等许多网络中，具有极高度数的节点将成为通信瓶颈。因此，研究带度数上界的偏好连接模型将为复杂网络研究开辟新方向，并在现实场景中有诸多应用。