heal.abstract |
Η ευρωστία/ευστάθεια (robustness) συστημάτων μελετά το πόσο ανθεκτικά είναι τα συστήματα σε
καταστάσεις όπου έχουμε δυσλειτουργίες σε ορισμένα τμήματά τους. Μελετά τη συμπεριφορά υπολο-
γιστικών, ηλεκτρικών, ενεργειακών, μηχανικών συστημάτων, δικτύων κλπ. Είναι ιδιαίτερα σημαντι-
κός κλάδος με πολλές εφαρμογές στο σύγχρονο κόσμο του Internet και των προσπαθειών που γίνονται
για έξυπνα ενεργειακά συστήματα. Επίσης, έχει πολλές εφαρμογές στα λεγόμενα Διασυνδεδεμένα ή
Αλληλεξαρτώμενα (Interdependent) Συστήματα.
Στην παρούσα εργασία μελετάμε το πρόβλημα της αντοχής δικτύων/συστημάτων σε επιθέσεις που
καταστρέφουν κόμβους, η πτώση των οποίων μπορεί να συμβάλλει ή να προκαλέσει περαιτέρω αλυσι-
δωτές καταστροφές στους υπόλοιπους κόμβους του δικτύου. Ο κύριος λόγος της σύζευξης ανάμεσα
σε διαφορετικούς κόμβους είναι κάποιου είδους εξάρτηση (πχ παροχή ρεύματος,) ή η αναδιανομή
φορτίου που συμβαίνει όταν ένας κόμβος δέχεται επίθεση. Η αναδιανομή μπορεί να γίνει σε όλο το
δίκτυο ή μόνο σε επιλεγμένους (γειτονικούς) κόμβους. Ορισμένα χαρακτηριστικά που αφορούν το
παραπάνω πρόβλημα συνδέονται επίσης και με τη διάδοση ιών στο πλυθησμό, τα κοινωνικά δίκτυα
και το γνωστό πρόβλημα της μεγιστοποίησης της επιρροής.
Αρχικά, παρουσιάζουμε μέρος από την υπάρχουσα έρευνα γύρω από την ευρωστία συστημάτων
και τις διάφορες τεχνικές προσέγγισης του προβλήματος που έχουν αναπτυχθεί. Μελετάμε περιπτώ-
σεις όπου οι αρχικές καταστροφές είναι τυχαίες (πχ μπορεί να οφείλονται σε μια φυσική καταστροφή),
αλλά και περιπτώσεις όπου οι επιθέσεις είναι στοχευμένες (πχ τρομοκρατικές επιθέσεις). Στη συνέ-
χεια, παρουσιάζουμε ένα νέο μοντέλο για την αντοχή του δικτύου και για τις αλυσιδωτές καταστροφές
και αποδεικνύουμε την δυσκολία του να σχεδιάσει κανείς τη βέλτιστη επίθεση έχοντας περιορισμό
στο πλήθος των επιθέσεων και στο μέγεθός τους. Παρουσιάζουμε ορισμένες άπληστες τεχνικές που
είναι μεν διαισθητικές αλλά μπορεί στη χειρότερη περίπτωση να έχουν κακές επιδόσεις. Στη συνέχεια,
περιοριζόμαστε σε περιπτώσεις συστημάτων που είναι πιο συνηθισμένες στη πράξη, εμφανίζουν λιγό-
τερο παθολογικές συμπεριφορές και, συνεπώς, μπορεί κανείς να σχεδιάσει αποδοτικούς αλγορίθμους
για τη βέλτιστη λύση. Στο τέλος, παρουσιάζουμε ορισμένα ενδιαφέροντα προβλήματα και ερωτήματα
για μελλοντική έρευνα που προέκυψαν κατά τη σύνθεση της παρούσας εργασίας. |
el |