Новости науки 06.04.01. Физики изучают Интернет

Одно из самых главный достоинств физики -- это возможность применить физический подход к совершенно разнообразным системам. Это относится и к социальным, биологическим и прочим коммуникационным системам, которые можно охарактеризовать одним термином: сложные коммуникационные сети. Одним из наиболее важных примеров таких сетей является Интернет. Оказывается, он обладает интересными с точки зрения статистической физики свойствами. В частности, в работе [R.Pastor-Satorras and A.Vespignani, Phys.Rev.Lett. 86, 3200 (2001)] показывается, что структура Интернета фактически сама способствует распространению компьютерных вирусов.

Теория распространения эпидемий в биологии оперирует таким понятием как порог эпидемии. Он означет то, что заболевание какой-то начальной группы индивидуумов может превратиться в эпидемию, если только скорость ее передачи от одного индивидуума к другому превышает критическую. В новой работе показывается, что в случае эпидемий компьютерных вирусов такого порога не существует. То есть, если не предпринять соответствующие меры, рано или поздно вирус распространится по всем подключенным к сети компьютерам. Авторы работы строят модель этого явления, анализируют данные по известным компьютерным эпидениям, и на их основании подбирают численные параметры модели. Модель показывает, что через 5-10 месяцев типичный вирус должен поразить более половины компьютеров.

Почему наблюдается такая принципиальная разница между распространением эпидемий в Интернете и социальных сетях? Дело все в разной глобальной топологии этих систем. В социальной сети каждый узел (человек) связан с неким числом других узлов (моделирование общения). Это число разное от одного узла к другом, но в целом имеется некое типичное число связей, приходящееся на один узел. И количество случаев, когда количество связей сильно превышает среднее, экспоненциально мало.

Интернет устроен по-другому. В нем нет какого-то определенного числа связей одного узла. Интернет -- система без масштаба: в нем количество узлов, имеющих k связей, падает с ростом k не экспоненциально, а по степенному закону (от k^-2 до k^-3). Главное последствие этого: количество узлов, обладающих очень большим числом связей, не так мало. Именно это и поддерживает распространение вирусов.

перейти к началу страницы