基于智慧用户行为的网络资源优化与安全公平机制

With the great increasing number of internet users and the enhancement of their intelligence, current internet suffers from low efficiency both in time and resources. How to solve the problems caused by the smart users is becoming a more and more important topic in future internet research area. In this project, 1) we start from analyzing smart users' selfish and cognitive behaviors, reveal the regular pattern of users' selfish behaviors, construct the closed-loop cognitive process with learning and decision making. 2) Based on users' behavior analysis, on one hand, we analyze the influence of users' intelligence on network resource optimization and propose a distributed resource optimization solution based on Pareto optimality; on the other hand, we investigate the influence of users' intelligence on network security and fair, analyze the evolution process of malicious users, and study the network security and fairness mechanism. The main objective of this project is to advance new theories and methods through studying the scientific laws of users' selfish behaviors, cognitive capability, resource optimization and security issues, which is the basis of future internet research.

互联网用户数量激增、智慧度不断提高；现有互联网运行效率低、资源利用率低。如何解决互联网在面向智慧用户时所存在的问题，成为未来网络研究的重要方向。本课题主要研究内容是：1）深入分析智慧用户的自私与认知行为，揭示用户自私行为的产生机理，构建用户学习与决策相互影响的闭环认知过程。2）在对智慧用户行为分析的基础上，一方面分析用户智慧度对网络资源优化的影响机理，研究基于用户局部信息的Pareto均衡，提出基于势博弈的分布式资源优化方案；另一方面探索智慧用户行为对网络安全与公平的影响，分析一般用户转变为恶意用户的演化机理和演化过程，研究基于智慧用户行为的网络安全与公平机制。本课题的总体目标是通过研究智慧用户自私行为、认知能力、资源优化、安全与公平等问题中蕴含的科学规律，提出创新的理论与方法，为面向智慧用户的未来网络研究奠定科学基础。

互联网用户数量激增、智慧度不断提高，导致现有互联网运行效率低、资源利用率低。为了解决互联网在面向智慧用户时所存在的问题，本项目通过研究智慧用户自私行为、认知能力、资源优化、安全与公平等问题中蕴含的科学规律，提出创新的理论与方法，为面向智慧用户的未来网络资源优化与安全公平机制研究奠定科学基础。.具体而言，本项目包括四个方面的研究内容：智慧用户自私行为的特征挖掘及其对博弈均衡的作用规律，我们利用满足式博弈进行建模，研究了智慧用户在网络推荐系统评分过程中的自私性特征，以及用户不同的业务需求和自私性对于推荐结果的影响；智慧用户学习和决策相互影响的闭环认知研究框架，我们提出一个新的学习决策闭环认知框架，称为中国餐厅博弈，为在网络外部性下学习和决策的结合提供理论基础；基于智慧用户自私行为和认知能力的 Pareto资源均衡，我们从用户行为出发，考虑智慧用户之间相互作用相互博弈的均衡点，实现了更加公平和高效的分布式网络资源分配方案，该部分研究内容还被应用于空间网络的资源优化问题中，取得了一系列重要成果，相关工作被国内外学者大量引用，并获得了较高评价；以及用户智慧行为对网络安全与公平的影响机理，我们从三个方面展开研究：网络信息扩散分析，分布式容错拓扑控制，以及隐私数据收集。.成果转化及应用方面，部分理论成果被应用于中继卫星全球通信系统，实现了通信与测控业务的一体化调度，姜春晓博士以主要完成人获中国电子学会技术发明一等奖（排名3），并被工业和信息化部提名为2018年国家技术发明奖候选项目。.在本项目的资助下，项目组共发表SCI期刊论文48篇，EI国际会议论文34篇。截止目前为止，发表文章被引用2000余次（Google Scholar）。获得国内外奖项包括：2017年中国科协“青年人才托举工程”；2017年中国电子学会科学技术发明奖一等奖；2017年IEEE IWCMC Best Paper Award；2017年IEEE通信学会Young Author Best Paper Award；2017年基金委“空间信息网络”会议优秀论文；2015年IEEE GlobalSIP Best Student Paper Award等。