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.

Facebook-Chef vor Netzwerk-Grafik: Ideales Spielfeld für den Schweizer Algorithmus Zur Großansicht
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Facebook-Chef vor Netzwerk-Grafik: Ideales Spielfeld für den Schweizer Algorithmus

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.

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lis, mit Material von AFP und dpa

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1. Das ist zwar faszinierend,
nereb 11.08.2012
zeigt aber auch, wie gläsern wir mittlerweile alle sind. Die Netzwerkstrukturen sind bei Facebook gespeichert. Ich bin sicher, Google hat ähnliches, Apple sowieso.
2.
lordax 12.08.2012
Zitat von nerebzeigt aber auch, wie gläsern wir mittlerweile alle sind. Die Netzwerkstrukturen sind bei Facebook gespeichert. Ich bin sicher, Google hat ähnliches, Apple sowieso.
Eben nicht. Google hat das nur rudimentär, Apple gar nicht (oder hab ich da was übersehen?)Deswegen wäre Facebook ja eigentlich so wertvoll. Aber irgendwie wollen die wohl ihre Informationen derzeit nicht vermarkten. Uns hat man jedenfalls derartige Anfragen abschlägig beschieden.
3. Eine Epidemie spürt ...
ra_lf 13.08.2012
... die anderen auf! Die Nutzung/Verbreitung von Social Media hat selbst den stärksten epidemischen Charakter. Sie ist hochgradig infektiös, was sich auch sicher nicht so schnell ändert! Und das ist auch gut so! Jetzt höre ich schon wieder die Schrei "Zetermordio!" der Google-Verpixeler, die nicht verstehen, welche Chancen "das Internet" (dessen allgemein gebräuchliche Singularität ja schon völlig falsch ist, angesichts der enormen Vielzahl von Diensten, Werkzeugen, Infrastrukturen), auch für sie hat, die globale Kommunikation mitzugestalten und für sich zu nutzen. Verweigerung ist nicht der Schlüssel, sondern möglichst aktive Teilnahme!
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Xing (früher OpenBC) wurde 2003 von Lars Hinrichs gegründet. Nach eigenen Angaben hat Xing über 11,7 Millionen Mitglieder (Stand: Dezember 2011), etwa acht Prozent haben einen kostenpflichtigen Premium Account. Bei Xing geht es vor allem um berufliche Kontaktaufnahme. Mehr zu Xing auf der Themenseite...
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