Caminatas aleatorias basadas en centralidades de nodos para atacar redes complejas
Autores: Turchetto, Massimiliano; Bellingeri, Michele; Alfieri, Roberto; Nguyen, Ngoc-Kim-Khanh; Nguyen, Quang; Cassi, Davide
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Caminatas aleatorias basadas en centralidades de nodos para atacar redes complejas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Respuesta de la red
Estrategias de eliminación de nodos
Centralidades de nodos
Caminata aleatoria
Desmantelamiento de la red
Componente conectado más grande
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Investigar la respuesta de la red a la eliminación de nodos y la eficacia de las estrategias de eliminación de nodos es fundamental para la ciencia de redes. Diferentes estudios de investigación han propuesto muchas centralidades de nodos basadas en la estructura de la red para clasificar nodos a eliminar. La caminata aleatoria (RW) en redes describe un proceso estocástico en el que un caminante se desplaza entre nodos. RW puede ser un modelo de transporte, difusión y búsqueda en redes y es una herramienta esencial para estudiar la importancia de los nodos de la red. En este manuscrito, proponemos cuatro nuevas medidas de centralidad de nodos basadas en RW. Luego, comparamos la eficacia de las nuevas centralidades de nodos de RW para el desmantelamiento de redes con estrategias efectivas de eliminación de nodos de la literatura, a saber, betweenness, closeness, degree y eliminación de nodos de k-shell, para redes sintéticas y del mundo real. Evaluamos el desmantelamiento de la red utilizando el tamaño del componente conectado más grande (LCC). Descubrimos que el ataque a los nodos de grado es la mejor estrategia en general, y las nuevas estrategias de eliminación de nodos basadas en RW muestran la mayor eficacia en lo que respecta a la topología de red peculiar. Específicamente, la estrategia de RW basada en el tiempo de cobertura emerge como la estrategia más efectiva para una red de malla sintética y una red vial del mundo real. Nuestros resultados pueden ayudar a los investigadores a seleccionar las mejores estrategias de ataque de nodos en una clase de red específica y construir estructuras de red más robustas.
Descripción
Investigar la respuesta de la red a la eliminación de nodos y la eficacia de las estrategias de eliminación de nodos es fundamental para la ciencia de redes. Diferentes estudios de investigación han propuesto muchas centralidades de nodos basadas en la estructura de la red para clasificar nodos a eliminar. La caminata aleatoria (RW) en redes describe un proceso estocástico en el que un caminante se desplaza entre nodos. RW puede ser un modelo de transporte, difusión y búsqueda en redes y es una herramienta esencial para estudiar la importancia de los nodos de la red. En este manuscrito, proponemos cuatro nuevas medidas de centralidad de nodos basadas en RW. Luego, comparamos la eficacia de las nuevas centralidades de nodos de RW para el desmantelamiento de redes con estrategias efectivas de eliminación de nodos de la literatura, a saber, betweenness, closeness, degree y eliminación de nodos de k-shell, para redes sintéticas y del mundo real. Evaluamos el desmantelamiento de la red utilizando el tamaño del componente conectado más grande (LCC). Descubrimos que el ataque a los nodos de grado es la mejor estrategia en general, y las nuevas estrategias de eliminación de nodos basadas en RW muestran la mayor eficacia en lo que respecta a la topología de red peculiar. Específicamente, la estrategia de RW basada en el tiempo de cobertura emerge como la estrategia más efectiva para una red de malla sintética y una red vial del mundo real. Nuestros resultados pueden ayudar a los investigadores a seleccionar las mejores estrategias de ataque de nodos en una clase de red específica y construir estructuras de red más robustas.