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TOP > システム工学


「接続されたネットワーク」は脆弱:壊滅が急激に連鎖

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1 : 星降るφ ★
「接続されたネットワーク」は脆弱:壊滅が急激に連鎖
Brandon Keim

単独では障害耐性の高いネットワークが、互いに接続しあうと脆弱になり、壊滅的な障害を
起こしやすくなる――このように示唆する研究が発表された。互いに緊密につながりあって
いる現代のインフラにとって、これは気掛かりなデータだ。

送電網、水道、コンピューター・ネットワーク、道路、病院、金融システムなど、現代社会
ではあらゆるものが互いに接続しあっているが、そのことは、かえってこれらを脆弱にして
いる可能性がある。

「相互依存させたほうが冗長性がもたらされるので、ネットワークはより安定すると思う
かもしれない。しかし、実際にはその逆のことが起こり得る」と、ボストン大学の物理学者
で、4月15日付で『Nature』誌に発表された研究論文を執筆した1人、Eugene Stanley
氏は話す。

ネットワーク特性についての理論的研究はこれまで、ほとんどが孤立した単独のネット
ワークを対象に行なわれてきた。しかし現実には、多くの重要なネットワークが相互に接続
されている。

今回の主張を裏付ける事例証拠としては、2001年の米国同時多発テロ後にニューヨーク市
(マンハッタン南部)で発生した通信ネットワークの障害(PDFファイル)、1987年の
ブラックマンデーでニューヨーク株式市場が暴落した後に発生した、世界同時株安などが
挙げられる。これらの事例は、相互依存ネットワークの脆弱性を示唆しているが、脆弱性を
もたらす数学的メカニズムについてはほとんど研究がなされていない。

今回論文を発表した研究チームは、「ブロード(広域的)な次数分布」をそれぞれ処理して
いる2つのネットワークの挙動をモデル化した。こうしたネットワークでは、「多くの
リンクを持つノード」はわずかであり、「中程度の数のリンクを持つノード」がいくつか
ある。そして多くのノードは、わずかなリンクしか持たない。たとえるなら、枝の数は
少ないが、葉の数は多い木のようなネットワークだ。このようなネットワークは、独立した
状態だと安定していることが知られている。ランダムな障害の発生によって、葉にあたる
部分は不安定になるかもしれないが、ネットワークの残りの接続はほとんど影響を受けない
からだ。[グラフ理論における「グラフ」は、ノード(頂点ともいう)の集合とエッジ(枝、弦、
リンク、紐帯ともいう)の集合によって記述される。ノードに繋がっているエッジの本数を、
そのノードの次数という]

「広域的に分布したネットワークは、ランダムな攻撃への耐性が高い。ところが、相互接続
された広域的ネットワークは非常に脆弱であることがわかった」と、論文執筆者の1人で、
同じくボストン大学の物理学者であるGerald Paul氏は話す。

{この翻訳は抄訳です}
[日本語版:ガリレオ-高橋朋子/合原弘子]

▽記事引用元  WIRED VISION
http://wiredvision.jp/news/201004/2010041922.html

▽画像  
イタリアの電力ネットワーク全体に、障害がカスケード(連鎖)的に拡がる様
子(左から右へ:地図に重ねて表示)。地図の斜め上に表示しているのは、
Image credit: Nature

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