تحليل الروابط
في نظرية الشبكات ، يُعد تحليل الروابط أسلوبًا لتحليل البيانات يُستخدم لتقييم العلاقات بين العُقد. ويمكن تحديد العلاقات بين أنواع مختلفة من العُقد، بما في ذلك المنظمات والأفراد والمعاملات . وقد استُخدم تحليل الروابط في التحقيق في الأنشطة الإجرامية ( الاحتيال ، ومكافحة الإرهاب ، والاستخبارات )، وتحليل أمن الحاسوب ، وتحسين محركات البحث ، وأبحاث السوق ، والبحوث الطبية ، والفنون.
اكتشاف المعرفة
يُعدّ اكتشاف المعرفة عمليةً تكراريةً وتفاعليةً تُستخدم لتحديد الأنماط في البيانات وتحليلها وتصويرها. [ 1 ] ويُعتبر تحليل الشبكات، وتحليل الروابط، وتحليل الشبكات الاجتماعية ، جميعها أساليب لاكتشاف المعرفة، حيث يُمثّل كلٌّ منها مجموعةً فرعيةً من الأساليب السابقة. وتتبع معظم أساليب اكتشاف المعرفة هذه الخطوات (على أعلى مستوى): [ 2 ]
يتطلب جمع البيانات ومعالجتها الوصول إليها، ويواجه العديد من المشكلات المتأصلة، بما في ذلك وفرة المعلومات وأخطاء البيانات. بعد جمع البيانات، يجب تحويلها إلى صيغة قابلة للاستخدام بفعالية من قِبل المحللين البشريين والحواسيب. يمكن إنشاء خرائط من البيانات باستخدام أدوات التصور اليدوي أو الحاسوبي، بما في ذلك مخططات الشبكات. توجد العديد من الخوارزميات التي تساعد في تحليل البيانات، مثل خوارزمية ديكسترا ، والبحث بالعرض أولاً ، والبحث بالعمق أولاً .
يركز تحليل الروابط على تحليل العلاقات بين العقد من خلال أساليب التصور ( مخططات الشبكة ، مصفوفة الارتباط). فيما يلي مثال على العلاقات التي يمكن رسمها لأغراض التحقيقات الجنائية: [ 3 ]
| العلاقات/الشبكات | مصادر البيانات |
|---|---|
| 1. الثقة | معلومات عن العلاقات السابقة في العائلة، أو الحي، أو المدرسة، أو الجيش، أو النادي، أو المنظمة. السجلات العامة وسجلات المحاكم. قد لا تتوفر البيانات إلا في بلد المشتبه به الأصلي. |
| 2. المهمة | سجلات المكالمات الهاتفية، والبريد الإلكتروني، وغرف الدردشة، والرسائل الفورية، وزيارات المواقع الإلكترونية. سجلات السفر. الاستخبارات البشرية: مراقبة الاجتماعات وحضور الفعاليات المشتركة. |
| 3. المال والموارد | سجلات الحسابات المصرفية وتحويل الأموال. نمط استخدام بطاقات الائتمان ومواقعها. سجلات المحاكم السابقة. المعلومات الاستخباراتية البشرية: مراقبة الزيارات إلى مصادر مصرفية بديلة مثل نظام الحوالة . |
| 4. الاستراتيجية والأهداف | مواقع الويب. مقاطع الفيديو والأقراص المشفرة التي يتم تسليمها عبر البريد السريع. سجلات السفر. الاستخبارات البشرية: مراقبة الاجتماعات وحضور الفعاليات المشتركة. |
يُستخدم تحليل الروابط لثلاثة أغراض رئيسية: [ 4 ]
- ابحث عن تطابقات في البيانات لأنماط معروفة ذات أهمية؛
- ابحث عن الحالات الشاذة التي تنتهك فيها الأنماط المعروفة؛
- اكتشف أنماط اهتمام جديدة (تحليل الشبكات الاجتماعية، استخراج البيانات ).
تاريخ
صنّف كليركس أدوات تحليل الروابط إلى ثلاثة أجيال. [ 5 ] ظهر الجيل الأول عام 1975 تحت اسم مخطط أناكبابا لهاربر وهاريس. [ 6 ] تتطلب هذه الطريقة من خبير في المجال مراجعة ملفات البيانات، وتحديد العلاقات من خلال إنشاء مصفوفة ارتباط، وإنشاء مخطط روابط للعرض المرئي، وأخيرًا تحليل مخطط الشبكة لتحديد الأنماط المهمة. تتطلب هذه الطريقة معرفة واسعة بالمجال وتستغرق وقتًا طويلاً للغاية عند مراجعة كميات هائلة من البيانات.
بالإضافة إلى مصفوفة الارتباط، يمكن استخدام مصفوفة الأنشطة لإنتاج معلومات قابلة للتنفيذ، ذات قيمة عملية ومفيدة لإنفاذ القانون. تركز مصفوفة الأنشطة، كما يوحي اسمها، على أفعال وأنشطة الأفراد في مواقع محددة. بينما تركز مصفوفة الارتباط على العلاقات بين الأفراد والمنظمات و/أو الممتلكات. ورغم أن الفرق بين هذين النوعين من المصفوفات طفيف، إلا أنه ذو أهمية بالغة من حيث مخرجات التحليل المُنجز أو المُقدّم. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
تتألف أدوات الجيل الثاني من أدوات تحليل رسومية آلية مثل IBM i2 Analyst's Notebook وNetmap و ClueMaker وWatson. تتيح هذه الأدوات إمكانية أتمتة إنشاء وتحديث مخطط الارتباط بمجرد إنشاء مصفوفة الارتباط يدويًا، إلا أن تحليل المخططات والرسوم البيانية الناتجة لا يزال يتطلب خبيرًا ذا معرفة واسعة بالمجال.
تتيح أدوات تحليل الروابط من الجيل الثالث مثل DataWalk إمكانية التصور التلقائي للروابط بين العناصر في مجموعة البيانات، والتي يمكن أن تكون بمثابة لوحة لمزيد من الاستكشاف أو التحديثات اليدوية.
التطبيقات
- برنامج مكتب التحقيقات الفيدرالي للقبض على المجرمين العنيفين (ViCAP)
- نظام تحليل جرائم الجنس في ولاية أيوا
- نظام تحليل جرائم الجنس في ولاية مينيسوتا (MIN/SCAP)
- نظام تتبع تحقيقات جرائم القتل في ولاية واشنطن (HITS) [ 11 ]
- برنامج التحقيق في جرائم القتل وتتبع الرصاص في ولاية نيويورك (HALT)
- نظام تقييم وتتبع جرائم القتل في نيوجيرسي (HEAT) [ 12 ]
- برنامج ATAC التابع لولاية بنسلفانيا.
- نظام تحليل الربط بين الجرائم العنيفة (ViCLAS) [ 13 ]
مشاكل في تحليل الروابط
فرط المعلومات
مع الكميات الهائلة من البيانات والمعلومات المخزنة إلكترونيًا، يواجه المستخدمون مصادر معلومات متعددة وغير مترابطة متاحة للتحليل. لذا، تُعدّ تقنيات تحليل البيانات ضرورية للاستخدام الفعال والكفء لهذه البيانات. يصنف بالشيكار تقنيات تحليل البيانات إلى فئتين: ( النماذج الإحصائية ، تحليل السلاسل الزمنية ، التجميع والتصنيف ، خوارزميات المطابقة للكشف عن الحالات الشاذة) وتقنيات الذكاء الاصطناعي (استخراج البيانات، أنظمة الخبراء ، التعرف على الأنماط ، تقنيات التعلم الآلي ، الشبكات العصبية ). [ 14 ]
يُعرّف بولتون وهاند تحليل البيانات الإحصائية بأنه إما أساليب مُشرفة أو غير مُشرفة. [ 15 ] تتطلب أساليب التعلم المُشرفة تحديد قواعد داخل النظام لتحديد السلوك المتوقع وغير المتوقع. أما أساليب التعلم غير المُشرفة، فتُراجع البيانات مقارنةً بالمعيار وتكشف عن القيم الشاذة إحصائيًا. وتُعدّ أساليب التعلم المُشرفة محدودة في السيناريوهات التي يُمكن معالجتها، إذ تتطلب هذه الطريقة وضع قواعد التدريب بناءً على الأنماط السابقة. بينما تُتيح أساليب التعلم غير المُشرفة الكشف عن مشكلات أوسع، إلا أنها قد تُؤدي إلى ارتفاع نسبة النتائج الإيجابية الخاطئة إذا لم يكن المعيار السلوكي راسخًا أو مفهومًا جيدًا.
تُعاني البيانات نفسها من مشكلات متأصلة، منها سلامة البيانات (أو انعدامها) وتغيراتها المستمرة. وقد تحتوي البيانات على "أخطاء ناتجة عن الحذف أو الإضافة بسبب سوء جمعها أو معالجتها، وعندما تحاول الجهات بنشاط التضليل و/أو إخفاء أفعالها". [ 4 ] ويُشير سبارو [ 16 ] إلى عدم الاكتمال (حتمية وجود بيانات أو روابط مفقودة)، والحدود غير الواضحة (الذاتية في تحديد ما يجب تضمينه)، والتغيرات الديناميكية (إدراك أن البيانات دائمة التغير) باعتبارها المشكلات الرئيسية الثلاث في تحليل البيانات. [ 3 ]
بمجرد تحويل البيانات إلى صيغة قابلة للاستخدام، قد تنشأ مشكلات تتعلق بالسياق المفتوح والربط المرجعي. وقد عرّف وايزمان السياق المفتوح بأنه عدم اليقين الحتمي في المعنى عند استخدام المصطلحات التجريبية في سياقات مختلفة. [ 17 ] ويُشكّل عدم اليقين في معنى المصطلحات مشكلة عند محاولة البحث عن البيانات من مصادر متعددة والربط المرجعي بينها. [ 18 ]
تعتمد الطريقة الأساسية لحل مشكلات تحليل البيانات على خبرة الخبراء في المجال. إلا أن هذه الطريقة تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة لإجراء تحليل الروابط، كما أنها تنطوي على مشكلات خاصة بها. وقد خلص ماكغراث وزملاؤه إلى أن تصميم وعرض مخطط الشبكة يؤثران بشكل كبير على "تصورات المستخدم لوجود المجموعات في الشبكات". [ 19 ] وحتى الاستعانة بخبراء المجال قد تؤدي إلى استنتاجات مختلفة، إذ قد يكون التحليل ذاتيًا.
الملاحقة القضائية مقابل منع الجريمة
لقد تم استخدام تقنيات تحليل الروابط بشكل أساسي في الملاحقة القضائية، حيث أنه من الأسهل بكثير مراجعة البيانات التاريخية بحثًا عن أنماط بدلاً من محاولة التنبؤ بالإجراءات المستقبلية.
أظهر كريبس استخدام مصفوفة الارتباط ومخطط الروابط للشبكة الإرهابية المرتبطة بالخاطفين التسعة عشر المسؤولين عن هجمات 11 سبتمبر، وذلك من خلال رسم خرائط للتفاصيل المتاحة للجمهور بعد الهجمات. [ 3 ] وحتى مع مزايا معرفة ما حدث لاحقًا والمعلومات المتاحة للجمهور حول الأشخاص والأماكن والمعاملات، فمن الواضح أن هناك بيانات مفقودة.
من جهة أخرى، جادل بيكاريلي بأن استخدام تقنيات تحليل الروابط كان من الممكن أن يُستخدم لتحديد الأنشطة غير المشروعة داخل شبكة أوم شينريكيو، وربما منعها . [ 20 ] "يجب أن نكون حذرين من مبدأ 'الإدانة بالارتباط'. فالارتباط بإرهابي لا يثبت الإدانة ، ولكنه يستدعي التحقيق." [ 3 ] يصبح تحقيق التوازن بين المفاهيم القانونية للسبب المحتمل ، والحق في الخصوصية ، وحرية تكوين الجمعيات، أمرًا صعبًا عند مراجعة البيانات التي قد تكون حساسة بهدف منع الجريمة أو النشاط غير القانوني الذي لم يقع بعد.
الحلول المقترحة
توجد أربع فئات من حلول تحليل الروابط المقترحة: [ 21 ]
- قائم على الاستدلال
- قائم على القوالب
- قائم على التشابه
- إحصائي
تستخدم الأدوات القائمة على الاستدلال قواعد قرار مستخلصة من خبرة الخبراء باستخدام بيانات منظمة. أما الأدوات القائمة على القوالب فتستخدم معالجة اللغة الطبيعية لاستخراج التفاصيل من بيانات غير منظمة ، والتي تُطابق قوالب محددة مسبقًا. وتستخدم الأساليب القائمة على التشابه نظام ترجيح لمقارنة السمات وتحديد الروابط المحتملة. بينما تحدد الأساليب الإحصائية الروابط المحتملة بناءً على الإحصاءات المعجمية.
مستكشف شبكة الجريمة
يقترح كل من جي جي شو وهـ. تشين إطار عمل لتحليل الشبكات وتصويرها آليًا يُسمى CrimeNet Explorer. [ 22 ] يتضمن هذا الإطار العناصر التالية:
- إنشاء الشبكة من خلال نهج فضاء المفاهيم الذي يستخدم " وزن التواجد المشترك لقياس مدى تكرار ظهور كلمتين أو عبارتين في نفس المستند. كلما زاد تكرار ظهور كلمتين أو عبارتين معًا، زادت احتمالية ارتباطهما". [ 22 ]
- تقسيم الشبكة باستخدام "التجميع الهرمي لتقسيم الشبكة إلى مجموعات فرعية بناءً على قوة العلاقات". [ 22 ]
- يُستخدم التحليل الهيكلي من خلال ثلاثة مقاييس للمركزية (الدرجة، والمركزية بين العقد، والمركزية بين العقد) لتحديد الأعضاء المركزيين في مجموعة فرعية معينة. [ 22 ] استخدم برنامج CrimeNet Explorer خوارزمية أقصر مسار لديكسترا لحساب المركزية بين العقد والمركزية بين العقدة الواحدة وجميع العقد الأخرى في المجموعة الفرعية.
- تصور الشبكة باستخدام خوارزمية قياس الأبعاد المتعددة (MDS) لمقياس تورجرسون .
انظر أيضاً
- المعلومات الاستخباراتية مفتوحة المصدر – البيانات التي يتم جمعها من مصادر متاحة للجمهور لاستخدامها في سياق استخباراتي
مراجع
- ↑ مشروع تور (Tor Project Inc.)، "نظرة عامة على مشروع تور" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2015-06-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-02-04 .
- ↑ أهونين، هـ.، ميزات أنظمة اكتشاف المعرفة مؤرشفة في 2012-12-08 في آلة Wayback .
- 1 2 3 4 Krebs, VE 2001, Mapping networks ofterrorism cells Archived 2011-07-20 at the Wayback Machine , Connections 24, 43–52.
- 1 2 Link Analysis Workbench مؤرشف في 2017-05-17 في Wayback Machine ، مديرية المعلومات في مختبر أبحاث القوات الجوية، موقع أبحاث روما، روما، نيويورك، سبتمبر 2004.
- ↑ كليركس، ب. (2001). "نموذج الشبكة المطبق على المنظمات الإجرامية: تدقيق نظري أم مبدأ ذو صلة للمحققين؟ التطورات الأخيرة في هولندا". كونيكشنز . 24 : 53-65 . CiteSeerX 10.1.1.129.4720 .
- ↑ هاربر وهاريس، تحليل الذكاء الجنائي، وقائع الاجتماع السنوي لجمعية العوامل البشرية وبيئة العمل، 19(2)، 1975، ص 232-238.
- ↑ بايك، جون. "FMI 3-07.22 الملحق F أدوات ومؤشرات تحليل المعلومات الاستخباراتية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-03-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2014-03-08 .
- ↑ تحليل الشبكات الاجتماعية وأدوات تحليلية أخرى، مؤرشف بتاريخ 8 مارس 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ مركز مارشال لرحلات الفضاء، ريبيكا ويتاكر (10 يوليو 2009). "دليل معلمي علوم الطيران - مصفوفات الأنشطة" . مؤرشف من الأصل في 17 يناير 2008.
- ↑ مصفوفة الشخصية/النشاط، مؤرشفة بتاريخ 8 مارس 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ "نظام تتبع تحقيقات جرائم القتل (HITS)" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-10-2010 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31-10-2010 .
- ↑ "قسم التحقيقات - شرطة ولاية نيو جيرسي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 مارس 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2010 .
- ↑ "نظام ربط الجرائم العنيفة (ViCLAS)" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2010-12-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2010-10-31 .
- ↑ بالشيكار، جي كي، الحقيقة الخفية مؤرشفة في 15-05-2008 في آلة Wayback ، المؤسسة الذكية، مايو 2002.
- ↑ بولتون، آر جيه وهاند، دي جيه، الكشف الإحصائي عن الاحتيال: مراجعة، العلوم الإحصائية، 2002، 17(3)، ص 235-255.
- ↑ Sparrow MK 1991. نقاط ضعف الشبكة والاستخبارات الاستراتيجية في إنفاذ القانون، المجلة الدولية للاستخبارات ومكافحة التجسس المجلد 5 العدد 3.
- ↑ فريدريش فايسمان، قابلية التحقق (1945)، ص 2.
- ↑ ليونز، د.، النسيج المفتوح وإمكانية التفسير القانوني (2000) .
- ↑ ماكغراث، سي.، بليث، ج.، كراكهارت، د.، رؤية المجموعات في تخطيطات الرسوم البيانية مؤرشفة في 2013-10-03 في آلة Wayback .
- ↑ بيكاريلي، جيه تي، مؤشرات وتحذيرات التهديدات العابرة للحدود: فائدة تحليل الشبكات، مجموعة التحليل العسكري والاستخباراتي، مؤرشف في 2016-03-11 في Wayback Machine .
- ↑ شرودر وآخرون، تحليل الروابط الإجرامية الآلي القائم على معرفة المجال، مجلة الجمعية الأمريكية لعلوم وتكنولوجيا المعلومات، 58:6 (842)، 2007.
- 1 2 3 4 Xu, JJ & Chen, H., CrimeNet Explorer: A Framework for Criminal Network Knowledge Discovery, ACM Transactions on Information Systems, 23(2), April 2005, pp. 201-226.
روابط خارجية
- بارتوليني، آي؛ سياشيا، بي. الخيال: شرح دقيق للصور باستخدام تقنيات تحليل الروابط . CiteSeerX 10.1.1.63.2453 .
- تحليل الروابط والجريمة - دراسة
- Elink Schuurman MW، Srisaenpang S، Pinitsoontorn S، Bijleveld I، Vaeteewoothacharn K، Methapat C.، المسح السريع للقرى في مكافحة السل، Tuber Lung Dis. 1996 ديسمبر;77(6):549-54.
- Gunhee, K., Faloutsos, C, Hebert, M, Unsupervised Modeling of Object Categories Using Link Analysis Techniques.
- ماكجيهي، ر.، تقرير استخباراتي.
- ريسلر، إس.، تحليل الشبكات الاجتماعية كنهج لمكافحة الإرهاب: البحوث الماضية والحاضرة والمستقبلية.
- RFFlow، كيفية رسم مخطط تحليل الروابط.
- دفتر محلل i2
- سيلبرشاتز، أ. (1996). "ما الذي يجعل الأنماط مثيرة للاهتمام في أنظمة اكتشاف المعرفة؟". معاملات IEEE في هندسة المعرفة والبيانات . 8 (6): 970-974 . CiteSeerX 10.1.1.53.2780 . doi : 10.1109/69.553165 . S2CID 11430349 .
- موجز تحليل الروابط بين الإرهابيين والمتمردين (TR-LAF) مؤرشف بتاريخ 6 يناير 2015 على موقع Wayback Machine
- ورشة عمل حول تحليل الروابط: ديناميكيات وثبات الشبكات الكبيرة (LinkKDD2006)، 20 أغسطس/آب 2006، مؤرشفة في 26 يونيو/حزيران 2010 على موقع Wayback Machine .
- سينتيليكس - أداة متقدمة لتحليل الروابط واستخراج الكيانات
- صانع الأدلة
- جولة بيانات
- تحليل الروابط
- نظرية الشبكات