通过边集体行为揭示网络 explosive 脆弱性
物理与社会
2023-10-11 v1
摘要
边将网络中的节点绑定在一起，当特定的集体失效行为出现时，有可能引发剧烈的相变。这些变化起初隐蔽地展开，随后突然爆发，对网络系统构成重大且不可预见的威胁，被称为 explosive 脆弱性（explosive vulnerability）。因此，在最小化代价的同时识别能够触发此类剧烈相变的关键边具有极其重要的意义。在此，我们通过引入边集体影响（ECI）来解决这一挑战，其建立在应用于线图的最优渗流理论之上。ECI 兼具最优渗流与 explosive 渗流的特征，涉及最小化的移除代价与 explosive 拆解策略。此外，我们引入了 ECI 的两种改进版本，即 IECI 与 IECIR，分别针对隐蔽拆解与快速拆解的目标，其在合成与实证网络中的优越性能均得到验证。最后，我们提出一种双重竞争渗流（DCP）模型，其逆过程复现了 ECI 的 explosive 拆解过程与代价函数轨迹，阐明了使 ECI 实现优化的微观机制。ECI 与 DCP 模型展示了最优渗流与 explosive 渗流之间的深刻联系。本工作显著深化了我们对渗流的理解，并为源于边集体行为的 explosive 脆弱性提供了有价值的见解。
引用
@article{arxiv.2310.06407,
title = {Unveiling Explosive Vulnerability of Networks through Edge Collective Behavior},
author = {Peng Peng and Tianlong Fan and Xiao-Long Ren and Linyuan Lü},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06407},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 11 figures, 2 tables