类洋葱相关网络对针对性攻击的鲁棒性
物理与社会
2012-04-27 v2 统计力学
社会与信息网络
摘要
最近，Schneider 等人 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, 3838 (2011)] 通过模拟发现，具有“洋葱结构”的无标度网络对针对高节点的攻击具有极强的鲁棒性。洋葱结构是一种网络，其中度数几乎相同的节点相互连接。受此工作启发，我们基于解析分析，提出并分析了一种针对同时遭受随机攻击和针对高节点攻击的近最优结构的类洋葱候选方案。该近最优结构可被视为层级互连的随机正则图，其度数和节点数量由度分布指定。这种网络结构表现出极强的同配度-度相关性，并与“洋葱结构”密切相关。在推导出一组精确表达式，使我们能够计算相关网络在任意节点移除方式下的临界渗流阈值和巨连通分量后，我们将该理论应用于对针对高节点移除极为脆弱的随机无标度网络。结果表明，通过实现这种类洋葱的度-度相关性，可以显著降低这种脆弱性，同时不会过多削弱其对随机节点移除的几乎完全鲁棒性。我们还通过引入一个联合度-度概率矩阵，详细研究了同配度-度相关性带来的鲁棒性增强，该矩阵通过调节单一控制参数在非相关网络结构和本文提出的类洋葱结构之间进行插值。此外，还确定了使网络对同时遭受随机和针对性攻击的鲁棒性最大化的控制参数最优值。我们的解析计算得到了数值模拟的支持。
引用
@article{arxiv.1112.5297,
title = {Robustness of onion-like correlated networks against targeted attacks},
author = {Toshihiro Tanizawa and Shlomo Havlin and H. Eugene Stanley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.5297},
year = {2012}
}
备注
12 pages, 8 figures