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10. August 2012, 17:00 Uhr

Netzwerk-Analyse

Algorithmus spürt Epidemien und Gerüchten nach

Wo ist der Ursprung der Cholera-Epidemie? Wer hat das Gerücht auf Facebook in die Welt gesetzt? Schweizer Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich in Netzwerken der Ursprung von Ereignissen ermitteln lässt. Man muss nur einen kleinen Teil der Vermittler beobachten.

Lausanne - Mit Hilfe eines mathematischen Verfahrens können Forscher in der Schweiz nach eigenen Angaben den Ursprung von Gerüchten, Spam-Mails oder Computerviren im Internet aufspüren. Der neu entwickelte Algorithmus eigne sich auch, um in kriminellen oder terroristischen Netzwerken Zusammenhänge und Tatbeteiligte zu erkennen, erklärte der Forscher Pedro Pinto von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL).

"Mit unserer Methode können wir die Quelle von allen möglichen Arten von Informationen in einem Netzwerk finden, indem wir einfach eine begrenzte Zahl seiner Mitglieder 'belauschen'", erläutert Pinto in einer Mitteilung der Hochschule am Beispiel von Facebook. Wenn dort zum Beispiel ein Gerücht an 500 Personen gestreut wurde, genüge es, die Nachrichten zu analysieren, die 15 bis 20 Menschen erhalten haben. Beziehe man den Zeitverlauf ein, könnte der Algorithmus den Verbreitungsweg der Mitteilung analysieren und so den Ausgangspunkt entdecken, beschreibt Pinto die Methode.

Die Studie der Schweizer Forscher (neben Pinto auch Patrick Thiran, Martin Vetterli) erscheint in dem renommierten Fachblatt "Physical Review Letters". In dem Paper beschreiben die Forscher, wie sie ihr Verfahren an einer gut dokumentierten Verbreitung einer Cholera-Epidemie in Südafrika im Jahr 2000 erprobt haben.

Die Forscher haben die Daten des Gesundheitsministeriums über die gemeldeten Cholera-Fälle in einzelnen Gemeinden untersucht und Verbreitungswege zwischen diesen Gemeinden (Wasserläufe, Wege) in einem Modell nachgebildet. Dann wählten sie zufällig ein Fünftel der Gemeinden aus und ließen ihren Algorithmus allein auf dieser Datenbasis den Ursprung der Epidemie suchen. Das Verfahren gab korrekt die ersten Gemeinden an, in denen tatsächlich Cholera-Fälle registriert wurden.

Das Verfahren kann nur erfolgreich eingesetzt werden, wenn die Netzwerk-Struktur bekannt ist. Bei der erfolgreichen Analyse der Verbreitung der Cholera-Epidemie konnten die Forscher auf Landkarten zugreifen. Wenn man die Verbreitung eines Gerüchts auf Facebook analysieren wollte, müsste man Zugriff auf die Verknüpfungen zwischen allen Mitgliedern haben. Facebook hat diese Informationen in seinen Datenbanken gespeichert.

Auf Anfrage erläutert Pinto SPIEGEL ONLINE: "Der Algorithmus setzt vollständige Kenntnis des Netzwerks voraus. Deshalb funktioniert es am besten bei der Analyse von Infrastruktur-Netzwerken wie U-Bahnen, Wasserleitungen und sozialen Netzen."

Pinto zufolge kann das Verfahren aber auch bei nicht vollständig bekannten Netzwerken neue Erkenntnisse bringen. So haben die Forscher aus öffentlich zugänglichem Quellen das Kommunikationsnetz zwischen an den Anschlägen des 11. September 2001 Beteiligten nachträglich modelliert. In diesem Netzwerk machte der Algorithmus laut Pinto drei Personen als Ursprung des Nachrichtenflusses aus, bei einem von ihnen handelt es sich laut Pinto um einen als Chefplaner Angeklagten. Diese Netzwerkanalyse ist allerdings nicht Teil des in "Physical Review Letters" veröffentlichen Papers.

Pinto sieht viele Einsatzmöglichkeiten für die entwickelte Methode - man könne so die Verbreitung von Botschaften im Internet analysieren und die einflussreichsten Quellen ausmachen, aber auch mit Hilfe weniger Messpunkte die Verbreitungswege von Epidemien nachzeichnen.

lis, mit Material von AFP und dpa

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