DomiRank 中心性：通过节点主导性揭示复杂网络的结构脆弱性
物理与社会
2023-11-30 v2
摘要
确定互联基础设施与复杂系统的关键要素对于保障系统功能与完整性至关重要。本研究量化了网络节点在各自邻域中的主导性，引入了一种新颖的中心性度量——DomiRank，其通过可调参数整合局部与全局拓扑信息。我们给出了 DomiRank 中心性的解析公式与高效可并行算法，使其适用于大规模网络。从网络结构与功能视角，具有高 DomiRank 值的节点凸显出脆弱邻域，其完整性与功能高度依赖于这些主导节点。为强调主导性与脆弱性间的关系，我们展示 DomiRank 在生成针对性攻击方面系统性优于其他中心性度量，能有效破坏合成与真实拓扑的网络结构并中断其功能。此外，我们表明基于 DomiRank 的攻击对网络造成更持久的损害，削弱其恢复能力，从而损害系统韧性。DomiRank 中心性利用其定义中嵌入的竞争机制来暴露网络脆弱性，为设计减轻脆弱性并增强关键基础设施韧性的策略铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2305.09589,
title = {DomiRank Centrality: revealing structural fragility of complex networks via node dominance},
author = {Marcus Engsig and Alejandro Tejedor and Yamir Moreno and Efi Foufoula-Georgiou and Chaouki Kasmi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.09589},
year = {2023}
}