【2025年数学建模美赛F题】（顶刊论文绘图）模型代码+论文

全球网络犯罪与网络安全政策的多维度分析及效能评估

摘要
1 Introduction
- 1.1 Problem Background
- 1.2Restatement of the Problem
- 1.3 Literature Review
- 1.4 Our Work
2 Assumptions and Justifications
- 数据完整性与可靠性假设：
- 法律政策独立性假设：
- 人口统计数据关联性假设：
- 网络安全衡量标准有效性假设：
- 环境稳定性假设：
3 Notations
4基于时空数据挖掘的网络犯罪分布探究
- 4.1 Data Description
- 4.2 时空数据挖掘
- 4.3 规律挖掘
5 基于跨国差异分析法的安全政策剖析
6 基于均值差异和显著检验的人口指标分析
7 全球网络安全效能指数（GCEI）![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/cb035b7f7a014fe1a35e0e5302953819.png)
完整论文与代码

F题的完整论文，美赛O奖、国赛国一学长制作高质量原创~

摘要

This paper focuses on global cybercrime issues, aiming to explore various aspects related to network security through a multi - pronged approach.

Firstly, based on spatio - temporal data mining, it analyzes the global distribution of cybercrime. It discovers that regions with weak economic and infrastructure conditions, political instability, and low public cyber - security awareness, such as Afghanistan and Myanmar, are at high - risk of cyber threats. In contrast, European developed countries like Belgium and Finland have a lower risk due to their advanced economy, technology, and sound cyber - security systems. Meanwhile, digital fraud attack rates are on the rise globally, with different growth trends in human - initiated attacks and automated bot attacks.

Secondly, through the cross - national difference analysis method, it examines the effectiveness of security policies in different countries. Germany and Denmark have well - developed cyber - security legal systems, which are effective in preventing and combating cybercrime through clear legal provisions, strict law enforcement, and active international cooperation. However, Afghanistan and Myanmar face challenges such as weak legal enforcement, incomplete legal systems, and lack of international cooperation in cyber - security policies.

Thirdly, by using mean - difference and significance tests for population indicators analysis, it reveals that economic indicators like GDP and GNI are significantly different between countries with low and high cyber - crime rates. Higher - income countries generally have more resources for cyber - security construction, resulting in a lower cyber - crime rate.
Finally, a new global cyber - security effectiveness index (GCEI) is created, which comprehensively evaluates a country’s cyber - security level from seven dimensions, including legal and policy frameworks, technical infrastructure security, and international cooperation. This research provides a comprehensive understanding of global cyber - security situations and offers valuable references for countries to formulate and improve cyber - security policies.

【请自行撰写摘要部分，该摘要为AI自动生成！】

Keywords:Cybercrime; Spatio - temporal data mining; Cross - national difference analysis; Population indicators; Global Cyber - Security Effectiveness Index (GCEI)

1 Introduction

1.1 Problem Background

现代技术的奇迹让我们的世界变得越来越互联。这种在线连接提高了全球生产力，使世界更加紧密，但也增加了个人和集体因网络犯罪而受害的风险。网络犯罪因多种原因难以应对。许多网络安全事件跨越国界，这使调查和起诉此类犯罪的管辖权问题变得复杂。此外，许多机构不愿公开披露遭受攻击的事实，往往选择悄悄支付赎金，以避免让客户或潜在客户知道他们曾是安全漏洞的受害者。
在这里插入图片描述
为了应对网络犯罪带来的日益严重的成本和风险，许多国家制定了国家网络安全政策，这些政策可以在政府官网上公开获取。此外，国际电信联盟（ITU）是联合国专注于信息和通信技术的专门机构，负责制定国际标准、促进国际合作，并通过评估帮助衡量全球和国家网络安全的现状。

1.2Restatement of the Problem

而我们在本篇文章中，我们需要分析全球网络犯罪的情况、各国网络网络安全相关法律与政策、各国人口统计数据来探究网络安全的各类相关问题，并根据收集和使用的数据分享制定和或改进国家网络安全政策时需要考虑的任何限制或问题。此外我们的工作还将创建新的网络安全衡量指标对每个国家的网络安全水平进行评分。
在这里插入图片描述
具体来说将分为如下几个子问题：

问题一：网络犯罪的全球分布分析
哪些国家是网络犯罪的高风险目标？网络犯罪在哪些地方成功、在哪些地方被阻止、在哪些地方被举报、在哪些地方被起诉？是否存在任何模式？
问题二：相关政策的有效性分析
分析不同国家已发布的国家安全政策，并与网络犯罪的分布进行比较，以发现哪些政策或法律的部分在预防、起诉或其他缓解措施中表现得特别有效（或无效）。根据您的分析方法，政策的采纳时间可能是一个相关因素。
问题三：国家人口统计学特征分析
例如互联网使用情况、财富、教育水平等，如何与您的网络犯罪分布分析相关？这些因素如何支持（或与）您的理论相互作用？
问题四：创建新的网络安全衡量指标
寻找国家网络安全政策和/或法律在其适用的国家背景下的有效性模式，对每个国家的网络安全水平进行评分。

1.3 Literature Review

在这里插入图片描述
过往文献对网络犯罪全球分布分析，多聚焦于发达国家，对发展中国家关注不足。虽能指出部分高风险目标国家，但对犯罪成功、阻止、举报及起诉的具体地域情况分析不够细致，难以总结出全面且精准的模式。

多数研究仅孤立分析各国政策，未充分结合网络犯罪实际分布情况对比。对政策采纳时间与政策有效性关系探讨不够深入，无法确切判断哪些政策法律部分在预防、起诉等环节真正有效或无效，因此无法找出决定网络犯罪的关键因素。

关于国家人口统计学特征如互联网使用、财富、教育水平等与网络犯罪分布关联的研究，缺乏系统性。各因素间相互作用剖析不透彻，难以有力支持或完善相关理论。

现有文献在构建网络安全衡量指标时，常忽略国家背景差异，未能深入挖掘政策法律在不同国家的有效性模式，导致对各国网络安全水平评分缺乏准确性和全面性。

1.4 Our Work

为构建全球网络安全效能指数（GCEI），我们从三条路径出发：
在这里插入图片描述
其一，基于时空数据挖掘的网络犯罪分布探究。
通过对全球范围内海量网络犯罪数据在时间和空间维度上的深度挖掘，精准识别网络犯罪的高发区域、时段及演化趋势，为后续分析提供坚实的数据基础。

其二，基于跨国差异分析法的安全政策剖析。
系统对比不同国家网络安全政策的制定背景、核心条款与实施成效，深度剖析政策差异背后的政治、经济、文化等因素，明晰各类政策在应对网络犯罪中的优势与不足。

其三，基于均值差异和显著检验的人口指标分析。
选取一系列反映网络安全水平的人口指标，运用均值差异和显著检验等统计方法，对各国指标数据进行分析，确保体系能准确、客观地衡量全球不同国家的网络安全效能。
在这里插入图片描述

2 Assumptions and Justifications

数据完整性与可靠性假设：

所获取的网络犯罪数据，涵盖全球分布、各类型趋势、报告及起诉情况等，均真实可靠且完整。这些数据准确反映了网络犯罪在不同地区、不同时间以及不同行业的实际状况，不存在数据缺失、错误或人为篡改的情况。同时，数据来源权威，如国际知名网络安全机构发布的数据报告等，为后续的分析和模型构建提供坚实基础。

法律政策独立性假设：

各国针对网络犯罪制定的法律和政策相互独立，不存在相互影响或重叠执行的情况。每一项法律条款和政策措施在预防、起诉和减轻网络犯罪方面的作用明确且单一，不会因其他国家的法律政策变化而改变自身的效力。例如，德国的网络安全法律仅在德国境内发挥作用，不会对丹麦的网络犯罪治理产生直接影响。

人口统计数据关联性假设：

所选取的国家人口统计数据，如互联网接入、财富、教育水平等，与网络犯罪分布之间存在直接或间接的关联。这种关联性是稳定且可量化的，不会因其他因素的干扰而发生突变。例如，假设一个国家的互联网接入率越高，网络犯罪发生的潜在风险可能越大；财富水平越高，在网络安全防护方面的投入可能越多，从而降低网络犯罪率。

网络安全衡量标准有效性假设：

新创建的全球网络安全效能指数（GCEI）能够全面、准确地衡量各国的网络安全水平。该指数所选取的七个维度，包括法律与政策框架、技术基础设施安全性等，涵盖了影响网络安全的关键因素，且各维度的指标和权重设置合理，能够真实反映不同国家在网络安全方面的实际情况。例如，法律与政策框架维度中，各项指标能够准确评估一个国家网络安全法律的完善程度和执行力度。

环境稳定性假设：

在研究网络犯罪的过程中，假设外部环境相对稳定，不会出现大规模的、不可预见的突发因素干扰网络犯罪的发展趋势和规律。如在研究期间，不会爆发全球性的重大网络技术革命或大规模的网络战争，导致网络犯罪形势发生根本性改变。这一假设保证了基于现有数据和分析得出的结论在一定时间范围内具有有效性和可靠性。

3 Notations

在这里插入图片描述

4基于时空数据挖掘的网络犯罪分布探究

在这里插入图片描述

网络犯罪在全球范围内呈现出复杂的分布态势。通过对时空数据的挖掘分析可知，在地域上，阿富汗、缅甸等国家因基础设施薄弱、长期战乱或政治动荡，网络安全体系建设滞后，成为网络威胁风险最高的区域；而比利时、芬兰等欧洲发达国家，凭借发达的经济、先进的科技和完善的网络安全体系，网络威胁风险较低。从时间维度来看，近年来网络犯罪呈增长趋势，数字欺诈攻击率逐年上升，2023 年较上一年增长 19% 达到 1.5%。不同行业受网络犯罪影响程度各异，金融服务行业遭受攻击较多，电子商务行业攻击率增长迅速，游戏和赌博行业的机器人攻击增长显著。这些时空数据特征为深入了解网络犯罪分布规律、制定针对性防控策略提供了重要依据。