王天博：做“第五疆域”守衛(wèi)者

王艷敏

在I E E E T r a n s a c t i o n s o n Dependable and Secure Computing、IEEE Transactions on Information Forensics and Security、IEEE Transactions on Mobile Computing和IEEE Communications Letters等網(wǎng)絡(luò)與信息安全相關(guān)領(lǐng)域重要期刊和會(huì)議發(fā)表SCI/EI檢索論文多篇，現(xiàn)擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)安全與人工智能領(lǐng)域國際權(quán)威期刊TDSC、TEC、TIFS及JPDC等審稿人。主持或參與國家自然科學(xué)基金及省部級(jí)項(xiàng)目10項(xiàng)，榮獲2017年中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基金會(huì)網(wǎng)絡(luò)安全專項(xiàng)基金網(wǎng)絡(luò)安全獎(jiǎng)學(xué)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(duì)網(wǎng)絡(luò)安全研究的極大熱情，在北京航空航天大學(xué)（以下簡稱“北航”）攻讀計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)博士之后，進(jìn)入北航網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院繼續(xù)他的科研之路。

為什么選擇深耕網(wǎng)絡(luò)安全與信息對(duì)抗領(lǐng)域？王天博表示對(duì)博弈過程的著迷是最大驅(qū)動(dòng)力，“網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)博弈的過程，攻擊者會(huì)不斷尋找防御者的弱點(diǎn)，防御者也會(huì)不斷探索應(yīng)對(duì)新型攻擊的手段”。同時(shí)，王天博十分看好網(wǎng)絡(luò)安全的未來發(fā)展趨勢，因?yàn)椴还苁菑膰疫€是個(gè)人層面，對(duì)智慧城市、工控互聯(lián)網(wǎng)等智能化建設(shè)的需求越多，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的訴求就越強(qiáng)烈，網(wǎng)絡(luò)安全的重要性就不容忽視。

一切從博弈開始

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

2 0 1 7年5月爆發(fā)的蠕蟲病毒“WannaCry”，入侵了全球150多個(gè)國家的信息系統(tǒng)，多家汽車制造商被迫停產(chǎn)，能源與通信等重要行業(yè)損失慘重。網(wǎng)絡(luò)蠕蟲是利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的安全或者策略漏洞，通過不同的傳播機(jī)制在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自我傳播的惡意代碼，它具有智能化與自動(dòng)化的特性，綜合網(wǎng)絡(luò)攻擊、密碼學(xué)和計(jì)算機(jī)病毒技術(shù)。王天博在攻讀博士期間，通過查閱分析國內(nèi)外關(guān)于網(wǎng)絡(luò)蠕蟲傳播的研究發(fā)現(xiàn)，雖然學(xué)者們采用不同的建模方法對(duì)不同種類的網(wǎng)絡(luò)蠕蟲進(jìn)行傳播動(dòng)態(tài)分析，但是總體來說，網(wǎng)絡(luò)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(shù)的進(jìn)步和社交媒體的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)蠕蟲傳播逐漸呈現(xiàn)跨學(xué)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(luò)蠕蟲傳播機(jī)理。基于此項(xiàng)研究，王天博申請(qǐng)到了北航博士研究生卓越學(xué)術(shù)基金，其研究成果有助于人們更深入地理解蠕蟲內(nèi)在傳播機(jī)制，并為日后精確預(yù)測蠕蟲傳播的潛在威脅，科學(xué)有效地制定防御策略打下理論基礎(chǔ)。

2018年，王天博博士畢業(yè)，他從蠕蟲傳播機(jī)制的研究轉(zhuǎn)向了新的領(lǐng)域——社交網(wǎng)絡(luò)的信息傳播機(jī)制研究?！敖鼛啄陙?，一些社會(huì)公共安全領(lǐng)域的重大事件在發(fā)生前后都會(huì)通過社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相關(guān)輿情的傳播?！蓖跆觳┩ㄟ^調(diào)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(guān)鍵知識(shí)，則為保障國家和社會(huì)的公共安全提供了一種新的途徑。”

為此，王天博申請(qǐng)了國家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目“基于社交網(wǎng)絡(luò)文本交互內(nèi)容的信息傳播建模及網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)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(zhǔn)確地分析與預(yù)測社交網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)行為規(guī)律，就必須對(duì)信息傳播的動(dòng)力學(xué)機(jī)制進(jìn)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(luò)傳播的客觀規(guī)律，為理解用戶交互行為、分析與預(yù)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征提供理論支撐。

為了揭示社交網(wǎng)絡(luò)中信息傳播規(guī)律，實(shí)現(xiàn)信息傳播的精確分析與預(yù)測，王天博提出了三類傳播新模型。一是基于時(shí)空混合結(jié)構(gòu)的信息傳播模型，該模型突破了基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息傳播建模的傳統(tǒng)思路，基于社交用戶的文本交互內(nèi)容，利用詞嵌入技術(shù)，結(jié)合傳播動(dòng)力學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)社交網(wǎng)絡(luò)信息傳播動(dòng)態(tài)過程的數(shù)學(xué)形式化表征。二是基于傳播向量的網(wǎng)絡(luò)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(gòu)建社交網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間傳播向量，通過傳播向量相互加和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)社交網(wǎng)絡(luò)社區(qū)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)。三是基于傳播中心性重要節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)模型，該模型能夠滿足傳統(tǒng)方法從結(jié)構(gòu)、影響力等不同維度對(duì)節(jié)點(diǎn)重要性的刻畫，實(shí)現(xiàn)對(duì)社交網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)攻防與人體免疫

當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)是對(duì)抗，是“攻擊方”和“防御方”彼此之間通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)攻防技術(shù)進(jìn)行抗衡的過程。攻擊方面，科學(xué)家正在為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全漏洞挖掘的智能或者自動(dòng)化努力，提升系統(tǒng)的安全性；防御方面，網(wǎng)絡(luò)安全研究倡導(dǎo)多學(xué)科的交叉融合，正在與人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理等技術(shù)結(jié)合，提升系統(tǒng)的防御性。

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(luò)安全難題，可以從人類這樣一個(gè)經(jīng)過數(shù)億年進(jìn)化而來的復(fù)雜生物系統(tǒng)中學(xué)習(xí)，借鑒人體內(nèi)免疫系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，補(bǔ)齊網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的“短板”。

人體免疫系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)，它由免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子組成，通過精確識(shí)別和清除入侵生命體的非我物質(zhì)（包括細(xì)菌、病毒等）以及自身受損細(xì)胞（包括癌變細(xì)胞等），維持機(jī)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(shí)別、免疫預(yù)警、免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)四個(gè)階段。通過對(duì)危險(xiǎn)信號(hào)的識(shí)別、免疫反應(yīng)的觸發(fā)和控制，免疫系統(tǒng)能夠有效啟動(dòng)，及時(shí)終止，適度調(diào)節(jié)完成任務(wù)。由此，可以將個(gè)體與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、群體與網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行類比，構(gòu)建類免疫動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)，通過群體協(xié)作和進(jìn)化學(xué)習(xí)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全防御機(jī)制。

為此，王天博作為技術(shù)骨干加入國家自然科學(xué)基金通用技術(shù)基礎(chǔ)研究聯(lián)合基金項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)空間個(gè)人計(jì)算環(huán)境免疫防御機(jī)制與技術(shù)研究”中，他和團(tuán)隊(duì)從抗原防御、免疫穩(wěn)定和免疫反應(yīng)機(jī)制三個(gè)方面著手，對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間個(gè)人計(jì)算環(huán)境的免疫防御機(jī)制進(jìn)行了研究，對(duì)惡意代碼傳播、抗體模型、抗體的可信性評(píng)價(jià)模型等基礎(chǔ)模型進(jìn)行了研究，探討了網(wǎng)絡(luò)空間個(gè)人計(jì)算環(huán)境威脅的演化機(jī)制、威脅驅(qū)動(dòng)的抗體激活機(jī)制、抗體協(xié)同機(jī)制，提出了網(wǎng)絡(luò)空間個(gè)人計(jì)算環(huán)境網(wǎng)絡(luò)防御體系仿真驗(yàn)證技術(shù)體系，為網(wǎng)絡(luò)安全防御體系研究提供了相關(guān)的理論和技術(shù)支持。

未來與成長

2018年5月，王天博進(jìn)入北航網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院任教，2020年被評(píng)為博士生導(dǎo)師，他對(duì)培養(yǎng)學(xué)生有著自己的思考?！暗谝皇乔笾呐d趣和欲望，第二是獨(dú)立思考的能力和批判精神，第三是抗挫折能力和堅(jiān)忍不拔的品質(zhì)，培養(yǎng)逆境商?！?/p>

對(duì)王天博來說，求知的欲望和興趣是最關(guān)鍵的，如果學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的動(dòng)力，那么研究不會(huì)是一件快樂的事。獨(dú)立思考和批判精神是最寶貴的，老師對(duì)知識(shí)的理解與書本的解決有可能存在偏差，學(xué)生應(yīng)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(duì)一切未知事物質(zhì)疑的態(tài)度。逆境商是最重要的，當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí)，一定要學(xué)會(huì)勇敢地去面對(duì)、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(shí)，他喜歡和不在同領(lǐng)域的人交流，在他看來，人在自己研究的領(lǐng)域里很容易被專業(yè)思維固化，而不在同一個(gè)領(lǐng)域的人思維會(huì)很發(fā)散，想法天馬行空，有時(shí)會(huì)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(huì)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(gè)人承擔(dān)，多和人溝通才能發(fā)現(xiàn)新的風(fēng)景。

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

在當(dāng)今信息化發(fā)展的時(shí)代潮流下，維護(hù)國家網(wǎng)絡(luò)安全的重要性和迫切性日益突出。網(wǎng)絡(luò)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?！皼]有網(wǎng)絡(luò)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(gè)更完善、更健全的網(wǎng)絡(luò)安全體系貢獻(xiàn)自己的力量，是王天博的終極目標(biāo)。