王艷敏

王天博

在IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing、IEEE Transactions on Information Forensics and Security、IEEE Transactions on Mobile Computing和IEEE Communications Letters等網(wǎng)絡與信息安全相關領域重要期刊和會議發(fā)表SCI/E I檢索論文多篇，現(xiàn)擔任網(wǎng)絡安全與人工智能領域國際權威期刊TDSC、TEC、TIFS及JPDC等審稿人。主持或參與國家自然科學基金及省部級項目10項，榮獲2017年中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基金會網(wǎng)絡安全專項基金網(wǎng)絡安全獎學金、榮獲2018年北京市優(yōu)秀畢業(yè)生、2019年入選中國科協(xié)青年人才托舉工程……擁有這份漂亮簡歷的王天博，抱著對網(wǎng)絡安全研究的極大熱情，在北京航空航天大學（以下簡稱“北航”）攻讀計算機應用技術專業(yè)博士之后，進入北航網(wǎng)絡空間安全學院繼續(xù)他的科研之路。

為什么選擇深耕網(wǎng)絡安全與信息對抗領域？王天博表示對博弈過程的著迷是最大驅動力，“網(wǎng)絡安全是一個博弈的過程，攻擊者會不斷尋找防御者的弱點，防御者也會不斷探索應對新型攻擊的手段”。同時，王天博十分看好網(wǎng)絡安全的未來發(fā)展趨勢，因為不管是從國家還是個人層面，對智慧城市、工控互聯(lián)網(wǎng)等智能化建設的需求越多，對網(wǎng)絡安全的訴求就越強烈，網(wǎng)絡安全的重要性就不容忽視。

一切從博弈開始

在這個世界中，有人的地方就有江湖。網(wǎng)絡也是一樣，由于其相對匿名的特性，其中的博弈甚至更為激烈。萬物互聯(lián)的時代，人工智能技術的蓬勃發(fā)展給網(wǎng)絡安全帶來的不僅是機遇，更是挑戰(zhàn)。怎樣消除網(wǎng)絡安全隱患？怎樣保證網(wǎng)絡信息的安全可靠傳輸？這是網(wǎng)絡安全研究中迫切需要解決的問題。

2017 年5 月爆發(fā)的蠕蟲病毒“WannaCry”，入侵了全球150多個國家的信息系統(tǒng)，多家汽車制造商被迫停產，能源與通信等重要行業(yè)損失慘重。網(wǎng)絡蠕蟲是利用網(wǎng)絡服務的安全或者策略漏洞，通過不同的傳播機制在計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)自我傳播的惡意代碼，它具有智能化與自動化的特性，綜合網(wǎng)絡攻擊、密碼學和計算機病毒技術。王天博在攻讀博士期間，通過查閱分析國內外關于網(wǎng)絡蠕蟲傳播的研究發(fā)現(xiàn)，雖然學者們采用不同的建模方法對不同種類的網(wǎng)絡蠕蟲進行傳播動態(tài)分析，但是總體來說，網(wǎng)絡蠕蟲傳播行為建模存在單一化問題、傳播途徑建模存在片面化問題以及社交用戶行為建模存在缺失性問題。隨著技術的進步和社交媒體的發(fā)展，網(wǎng)絡蠕蟲傳播逐漸呈現(xiàn)跨學科性與多模態(tài)性的特征。因此，王天博嘗試從不同維度分析與揭示網(wǎng)絡蠕蟲傳播機理。基于此項研究，王天博申請到了北航博士研究生卓越學術基金，其研究成果有助于人們更深入地理解蠕蟲內在傳播機制，并為日后精確預測蠕蟲傳播的潛在威脅，科學有效地制定防御策略打下理論基礎。

2018年，王天博博士畢業(yè)，他從蠕蟲傳播機制的研究轉向了新的領域——社交網(wǎng)絡的信息傳播機制研究?！敖鼛啄陙?，一些社會公共安全領域的重大事件在發(fā)生前后都會通過社交網(wǎng)絡進行相關輿情的傳播。”王天博通過調研分析指出，“如果能夠利用新型有效的信息分析方法來獲取關鍵知識，則為保障國家和社會的公共安全提供了一種新的途徑?！?/p>

為此，王天博申請了國家自然科學青年基金項目“基于社交網(wǎng)絡文本交互內容的信息傳播建模及網(wǎng)絡關鍵結構發(fā)現(xiàn)”。在研究過程中他發(fā)現(xiàn)，為了在社交用戶間的信息交互與共享過程中，準確地分析與預測社交網(wǎng)絡的動態(tài)行為規(guī)律，就必須對信息傳播的動力學機制進行建模分析。因此，建立基于文本交互信息的傳播模型，掌握信息在社交網(wǎng)絡傳播的客觀規(guī)律，為理解用戶交互行為、分析與預測網(wǎng)絡結構特征提供理論支撐。

為了揭示社交網(wǎng)絡中信息傳播規(guī)律，實現(xiàn)信息傳播的精確分析與預測，王天博提出了三類傳播新模型。一是基于時空混合結構的信息傳播模型，該模型突破了基于網(wǎng)絡拓撲結構信息傳播建模的傳統(tǒng)思路，基于社交用戶的文本交互內容，利用詞嵌入技術，結合傳播動力學方法，實現(xiàn)對社交網(wǎng)絡信息傳播動態(tài)過程的數(shù)學形式化表征。二是基于傳播向量的網(wǎng)絡社區(qū)發(fā)現(xiàn)模型，從用戶交互的角度利用信息傳播模型，構建社交網(wǎng)絡節(jié)點間傳播向量，通過傳播向量相互加和計算，實現(xiàn)對社交網(wǎng)絡社區(qū)結構的準確發(fā)現(xiàn)。三是基于傳播中心性重要節(jié)點發(fā)現(xiàn)模型，該模型能夠滿足傳統(tǒng)方法從結構、影響力等不同維度對節(jié)點重要性的刻畫，實現(xiàn)對社交網(wǎng)絡重要節(jié)點的準確發(fā)現(xiàn)。

網(wǎng)絡攻防與人體免疫

當然，網(wǎng)絡安全的本質是對抗，是“攻擊方”和“防御方”彼此之間通過計算機網(wǎng)絡，利用網(wǎng)絡攻防技術進行抗衡的過程。攻擊方面，科學家正在為實現(xiàn)網(wǎng)絡安全漏洞挖掘的智能或者自動化努力，提升系統(tǒng)的安全性；防御方面，網(wǎng)絡安全研究倡導多學科的交叉融合，正在與人工智能、機器學習和自然語言處理等技術結合，提升系統(tǒng)的防御性。

“計算機網(wǎng)絡的安全問題與人體免疫系統(tǒng)要解決的安全問題具有高度的相似性?！蓖跆觳┍硎?，要破解網(wǎng)絡安全難題，可以從人類這樣一個經(jīng)過數(shù)億年進化而來的復雜生物系統(tǒng)中學習，借鑒人體內免疫系統(tǒng)的運行機制，補齊網(wǎng)絡安全領域的“短板”。

人體免疫系統(tǒng)是一個復雜的自適應系統(tǒng)，它由免疫器官、免疫細胞和免疫分子組成，通過精確識別和清除入侵生命體的非我物質（包括細菌、病毒等）以及自身受損細胞（包括癌變細胞等），維持機體的平衡，保證生命體的健康生存。免疫系統(tǒng)的功能可以劃分為免疫識別、免疫預警、免疫應答和免疫調節(jié)四個階段。通過對危險信號的識別、免疫反應的觸發(fā)和控制，免疫系統(tǒng)能夠有效啟動，及時終止，適度調節(jié)完成任務。由此，可以將個體與網(wǎng)絡節(jié)點、群體與網(wǎng)絡空間進行類比，構建類免疫動態(tài)網(wǎng)絡安全體系結構，通過群體協(xié)作和進化學習構建網(wǎng)絡安全防御機制。

為此，王天博作為技術骨干加入國家自然科學基金通用技術基礎研究聯(lián)合基金項目“網(wǎng)絡空間個人計算環(huán)境免疫防御機制與技術研究”中，他和團隊從抗原防御、免疫穩(wěn)定和免疫反應機制三個方面著手，對網(wǎng)絡空間個人計算環(huán)境的免疫防御機制進行了研究，對惡意代碼傳播、抗體模型、抗體的可信性評價模型等基礎模型進行了研究，探討了網(wǎng)絡空間個人計算環(huán)境威脅的演化機制、威脅驅動的抗體激活機制、抗體協(xié)同機制，提出了網(wǎng)絡空間個人計算環(huán)境網(wǎng)絡防御體系仿真驗證技術體系，為網(wǎng)絡安全防御體系研究提供了相關的理論和技術支持。

未來與成長

2018年5月，王天博進入北航網(wǎng)絡空間安全學院任教，2020年被評為博士生導師，他對培養(yǎng)學生有著自己的思考?！暗谝皇乔笾呐d趣和欲望，第二是獨立思考的能力和批判精神，第三是抗挫折能力和堅忍不拔的品質，培養(yǎng)逆境商?！?/p>

對王天博來說，求知的欲望和興趣是最關鍵的，如果學生沒有學習的動力，那么研究不會是一件快樂的事。獨立思考和批判精神是最寶貴的，老師對知識的理解與書本的解決有可能存在偏差，學生應該能夠通過自己的的思考與辨析，培養(yǎng)在追求真理過程中對一切未知事物質疑的態(tài)度。逆境商是最重要的，當學生遇到困難時，一定要學會勇敢地去面對、去解決，不要輕易被困難打敗。王天博拿自己做例子，遇到困難時，他喜歡和不在同領域的人交流，在他看來，人在自己研究的領域里很容易被專業(yè)思維固化，而不在同一個領域的人思維會很發(fā)散，想法天馬行空，有時會激發(fā)一些靈感。即使沒有恰如其分的想法，在交流的過程中也會培養(yǎng)觸類旁通的能力。而這也是逆境商的一種體現(xiàn)，遇見困難不一定要一個人承擔，多和人溝通才能發(fā)現(xiàn)新的風景。

在北航任教的兩年時間里，王天博對教學也有著深刻的領悟。怎樣將書本知識先自己消化吸收，再將其中較難理解的知識，通過一些有趣生動的事例，用通俗易懂的方式傳授給學生，使學生在學習過程中不會感到枯燥乏味，更好地接受知識，這是王天博一直在思考和改進的方向，“大家都說教學相長，我也在教書和學習中不斷地收獲，互相影響，努力提高自己”。

在當今信息化發(fā)展的時代潮流下，維護國家網(wǎng)絡安全的重要性和迫切性日益突出。網(wǎng)絡作為繼陸、海、空、天后的“第五疆域”，其安全已提升到國家戰(zhàn)略高度。“沒有網(wǎng)絡安全，就沒有國家安全”，做好“第五疆域”的守衛(wèi)者，為建立一個更完善、更健全的網(wǎng)絡安全體系貢獻自己的力量，是王天博的終極目標。