DomiRank Centrality reveals structural fragility of complex networks via node dominance

中心性 脆弱性 计算机科学 复杂网络 弹性(材料科学) 优势(遗传学) 网络拓扑 网络科学 节点(物理) 分布式计算 拓扑(电路) 计算机网络 工程类 数学 生物 生物化学 化学 物理 电气工程 结构工程 物理化学 组合数学 万维网 基因 热力学
作者
Marcus Engsig,Alejandro Tejedor,Yamir Moreno,Efi Foufoula‐Georgiou,Chaouki Kasmi
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 56-56 被引量:80
标识
DOI:10.1038/s41467-023-44257-0
摘要

Determining the key elements of interconnected infrastructure and complex systems is paramount to ensure system functionality and integrity. This work quantifies the dominance of the networks' nodes in their respective neighborhoods, introducing a centrality metric, DomiRank, that integrates local and global topological information via a tunable parameter. We present an analytical formula and an efficient parallelizable algorithm for DomiRank centrality, making it applicable to massive networks. From the networks' structure and function perspective, nodes with high values of DomiRank highlight fragile neighborhoods whose integrity and functionality are highly dependent on those dominant nodes. Underscoring this relation between dominance and fragility, we show that DomiRank systematically outperforms other centrality metrics in generating targeted attacks that effectively compromise network structure and disrupt its functionality for synthetic and real-world topologies. Moreover, we show that DomiRank-based attacks inflict more enduring damage in the network, hindering its ability to rebound and, thus, impairing system resilience. DomiRank centrality capitalizes on the competition mechanism embedded in its definition to expose the fragility of networks, paving the way to design strategies to mitigate vulnerability and enhance the resilience of critical infrastructures.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
HAN应助PeterJ采纳,获得30
1秒前
刘小天完成签到,获得积分10
2秒前
邓佳鑫Alan应助yeguxing33采纳,获得10
3秒前
开胃咖喱完成签到,获得积分10
3秒前
地蛋发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
吃梨小手完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
6秒前
xianxian发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
dengdeng发布了新的文献求助10
8秒前
qdd发布了新的文献求助10
11秒前
peng完成签到 ,获得积分10
11秒前
CipherSage应助小林采纳,获得10
12秒前
隐形曼青应助孝顺的青筠采纳,获得10
13秒前
13秒前
13秒前
杨涵完成签到 ,获得积分10
14秒前
空白格完成签到 ,获得积分10
14秒前
valkyrie完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
iNk应助Archer采纳,获得10
14秒前
大意的语薇完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
地蛋完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
张张发布了新的文献求助30
17秒前
17秒前
17秒前
酱鱼发布了新的文献求助10
17秒前
走四方发布了新的文献求助20
18秒前
Huang发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
mirror应助大意的语薇采纳,获得10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
Chemistry and Physics of Carbon Volume 15 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6397820
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8213277
关于积分的说明 17402496
捐赠科研通 5451177
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2881188
邀请新用户注册赠送积分活动 1857785
关于科研通互助平台的介绍 1699804