多稳混沌系统网络对定向攻击的韧性
混沌动力学
2020-12-30 v1
摘要
我们研究了连接于不同网络拓扑（从星型、环形网络到无标度网络）的混沌多稳 Duffing 振子的集体动力学。我们通过引入多节点 basin stability（多节点 basin 稳定性）概念的一个变体来估计此类网络的韧性，该变体使我们能够度量网络集体动力学在局域于特定节点的大扰动下的全局稳定性。我们观察到，在星型网络中，仅扰动中心节点就能摧毁整个系统的集体态。另一方面，即使大多数外围节点受到强扰动，中心节点仍能将系统恢复至原始状态。这展示了被扰动节点的中心性对整体网络集体动力学的剧烈影响。进一步，我们探索此类多稳振子的无标度网络，并证明无论节点动力学性质和扰动类型如何，针对高中心性节点的定向攻击都比随机攻击更有效地摧毁集体动力学。我们还发现明确证据：被扰动节点的介数中心性对动力学鲁棒性最为关键，整个系统对高介数节点的攻击更为脆弱。这些结果对于决定在定向局域攻击后为确保网络恢复而应严格防护哪些节点至关重要。
引用
@article{arxiv.1911.08465,
title = {Resilience of networks of multi-stable chaotic systems to targetted attacks},
author = {Chandrakala Meena and Pranay Deep Rungta and Sudeshna Sinha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.08465},
year = {2020}
}