
there have been many empirical observations [
3
,
21
] that justify the
use of Preferential Attachment in the social networks framework
(including the “rich get richer” aphorism), there are little known
formal analytical justications for that usage, to our knowledge.
In this paper, we make a signicant step towards lling the gap
between empirical explanations and formal justications. We show
that Preferential Attachment is the only rational choice for players
involved in a simple natural network formation game.
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优先附着作为唯一平衡
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扩展摘要
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ChenAvinBenGurion
University,BeerSheva
avin@cse.bgu.ac.il
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AviCohenWeizmann
Institute,Rehovot
avi.cohen@weizmann.ac.il
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PierreFraigniaudCNRSand
UniversityParisDiderot
pierre.fraigniaud@irif.fr
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ZviLotkerBenGurionUniversity,
BeerShevazvilo@bgu.ac.il
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DavidPelegWeizmann
Institute,Rehovot
david.peleg@weizmann.ac.il
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摘要
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本文证明了优先附着规则在进化网络形成的背景下自然地出现,作为
一个简单社交网络游戏的唯一纳什平衡。在这个游戏中,每个节点的
目标是在未来最大化其度数,代表其在节点及其连接所形成的“社会
”中的社会资本。这个结果为常用的优先附着模型提供了额外的形式
支持,该模型最初旨在捕捉“富者愈富”的格言。在建立我们的结果
的过程中,我们揭示了优先附着、随机游走和Young格子之间的新联
系。
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CCS概念
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•计算理论→社交网络;网络形成;
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关键词
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优先附着;网络形成游戏;社交网络;Young格子;随机游走
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ACM参考格式:ChenAvin,AviCohen,PierreFraigniaud,ZviLotker,and
DavidPeleg.2018.PreferentialAttachmentasaUniqueEquilibrium:
ExtendedAbstract.InProceedingsofTheWebConference2018(WWW
2018).ACM,NewYork,NY,USA,10pages.
https://doi.org/10.1145/3178876.3186122
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1引言
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优先附着[1]模型无疑是一种常用于现实生活网络,特别是社交网络的模
型之一。该模型基于优先附着规则,该规则规定网络中具有度数k的现有
节点将以k/Z的概率接收到一个新链接,其中Z是一个归一化常数。该模
型生成具有与许多现有网络相似特征的合成图形。这些特征包括小直径[4
]、幂律度数序列[5,24]和邻居度数之间的相关性[14]。然而,优先附着为
什么与观察结果如此契合仍然是一个广泛开放的问题。实际上,虽然有许
多经验观察[3,21]证明了在社交网络框架中使用优先附着的合理性(包括
“富者愈富”的格言),但据我们所知,对于这种用法,几乎没有已知的
正式分析解释。在本文中,我们在填补经验解释与正式解释之间的差距方
面迈出了重要的一步。我们展示了优先附着是一个简单自然的网络形成游
戏中参与者的唯一理性选择。
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本文在CreativeCommonsAttribution4.0International(CCBY
4.0)许可下发表。作者保留在个人和公司网站上传播作品的权利,并附上适当的归属。WW
W2018,2018年4月23日至27日,法国里昂,©2018
IW3C2(国际万维网会议委员会),根据CreativeCommonsCCBY4.0许可发布。ACM
ISBN978-1-4503-5639-8/18/04。https://doi.org/10.1145/3178876.3186122
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基于财富的推荐游戏。我们将网络演化建模为一种网络形成游戏,称
为基于财富的推荐(wbr)游戏,其中每个节点的目标是最大化其期
望度数。每个节点在加入网络时只能做出一个选择,即选择向谁请求
推荐。具体而言,我们考虑一个节点一个接一个地到达的演化过程。
最初,网络只包含一个节点v1。在离散时间t>1时到达的节点vt会自
荐连接到某个现有节点,选择是基于网络中每个节点的实际社会资本
(表示为当前度数)的情况下进行的,节点vt根据某个概率分布πt选
择一个在当前度数序列D=(d1,...,dt-1)上的索引i,其中d1>=d2>=...
>=dt-1,对应于实际网络中的节点。然后,vt联系度数为d的某个节
点u,并请求与u建立连接。被选择的节点u,称为主机,可以接受连
接,也可以将其委派给其邻居之一。游戏中这一特性的动机是,根据
当前网络形成的当前社会的某种形式的财富,主机可能愿意或不愿意
接受新的连接(即新的合同、新的社交、情感或经济依赖等),因为
这些连接会带来风险。时间t时社会的财富由参数αt∈[0,1]来捕捉,α
t越高,财富越高。被联系的主机u以概率αt接受vt提出的连接,或者
以概率1-αt将其委派给其邻居之一。这个邻居w是在u的邻居中均匀
随机选择的,w接受连接。这个模型的另一个视角是,每个新节点vt
在进入网络时根据πt随机遇到它的主机u,然后开始执行一个具有停
止概率αt>0的简单随机游走[18]。新节点连接到游走停止的节点。为
了简化演示,我们不强制递归,只考虑一步推荐或一步随机游走。
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Track:SocialNetworkAnalysisandGraphAlgorithmsfortheWebWWW2018,April23-27,2018,Lyon,France