针对空间嵌入相互依赖网络局部化攻击的基于最小度优先的修复策略
物理与社会
2018-10-24 v1
摘要
许多真实基础设施网络(如电网与通信网络)不仅相互依赖以运作,还嵌入于空间之中。大量工作致力于揭示考虑随机故障的空间嵌入相互依赖网络的脆弱性。然而,近期研究表明,它们易受地理局部化攻击或自然灾害、恐怖袭击等导致的故障影响,这些会在给定半径内影响所有节点。特别是,小型局部化攻击可能导致灾难性后果。作为对崩溃失稳的补救,一项研究引入了动态修复策略并以一定概率建立新连接链路,称为随机修复,以桥接失效节点的两个剩余邻居。该随机策略直观简单。此处,不同于先前策略,我们提出一种简单而有效的策略,称为最小度优先修复策略(HPMD),其在级联失效期间于两个具有最小度的正常邻居间建立新链路。此外,我们考虑两节点间距离以避免改变网络结构。随后,将HPMD与随机、度中心性与局部中心性三种修复策略进行比较,以确定哪一对邻居具有更高优先级。针对相同尺寸的两个正方形格子作为空间嵌入相互依赖网络,在局部化攻击下进行了仿真实验。结果表明,HPMD策略在对抗局部化攻击方面表现优异,即便修复比例变化亦然。而且,HPMD更具时效性、适用性与零成本。我们的方法具有实际意义,可极大增强空间嵌入相互依赖网络对抗局部化攻击的弹性与鲁棒性。
引用
@article{arxiv.1810.09441,
title = {The healing strategy by prioritizing minimum degree against localized attacks on interdependent spatially embedded networks},
author = {Kai Gong and Jia-Jian Wu and Qing Li and Yi-Xin Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.09441},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 10 figures, 1 table