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张长旺 个人简介 (UCL, PhD, 复杂网络传播动力学与网络安全)

已有 4218 次阅读 2015-6-5 13:07 |系统分类:人物纪事|关键词:个人简介,张长旺| 个人简介, 张长旺

张长旺
性别
:
最高学位
: 英国 伦敦大学学院 (University College London, QS大学排名世界前10) 博士
籍贯
: 河北唐山
研究方向
:复杂网络传播动力学与网络安全


伦敦大学学院简介

伦敦大学学院(University College London, 简称UCL)创建于1826, 是一所世界级的研究型综合大学。UCL学生人数大约有2万人, 其中研究生约占1, 教职员人数约5千人, 其中53名为英国皇家学会院士, 15名为英国皇家工程院院士, 51名英国国家学术院院士, 117名英国医学科学院院士。UCL过去至今的成员中, 有32位诺贝尔奖得主, 其中有15名是诺贝尔生理学或医学奖得主。2010-2011, 2012-13以及2013-14年与美国世界新闻报导合作的QS世界大学排名都将UCL列为世界第4位。

 

复杂网络传播动力学与网络安全简介

复杂网络传播动力学研究现实世界中普遍存在的传播现象, 包括疾病传播, 信息传播, 广告传播, 计算机病毒传播等等。这些现象都可以抽象化后用统一的数学模型进行分析。研究的主要内容包括:1) 传播网络的结构如何影响传播特性(疫情规模, 传播速度, 持续时间等), 2) 如何调控传播行为 - 降低有害信息传播和促进有益信息传播, 3) 如何应用传播理论设计现实传播系统 (口碑营销, 传染路由, 分布式数据冗余备份) 等。

 

研究方法包括:1) 数学建模分析, 2) 大规模传播仿真模拟, 和 3) 海量数据分析。数学建模分析一般用微分方程系统来描述传播现象, 并通过对方程系统求解来推导传播特性(疫情规模, 传播速度, 持续时间等)随各种传播参数的变化规律。传播仿真模拟和数据分析都需要强大的计算能力。比如模拟一种疾病在全球的传播, 需要考虑多种复杂因素, 包括各国人口数量结构, 各国交通网络, 国与国之间的航班网络,等等。观测传播行为也往往产生海量的数据, 比如蠕虫Conficker3天的传播数据有164GB, 社交网络(比如微博和Twitter)的大规模传播数据往往要几个TB。这些都需要强大的并行计算能力和高效的算法来处理。

 

复杂网络传播动力学的创立与网络安全研究密切相关。对此学科发展起奠基作用的经典论文“Epidemic Spreading inScale-Free Networks”就是通过对计算机病毒在互联网上的传播进行分析建模而得出的成果。现在, 复杂网络传播动力学是跨学科研究方向,涉及领域包括统计物理学, 网络安全, 生物学, 计算机科学, 传染病,广告营销等等。高水平的研究成果因此可以交叉发表在众多领域的优秀期刊。

 

以本人博士研究为例。我的工作起步于网络安全。通过使用复杂网络传播动力学分析计算机蠕虫的传播, 我提炼出了一个能更准确的分析现实传播现象的混合传播模 型。模型能够从理论上解释采用多种混合传播机制是蠕虫能够长时间持续传播和造成大规模感染的重要原因。后续研究发现,此模型同样可以用于分析艾滋病病毒(HIV)在人体内细胞间的传播。理论分析显示, 采用多种传播方式同样是HIV难于根除的重要原因。

 

学习和工作经历

2011.09–2015.05: University College London (英国伦敦大学学院),  跨学科,  获得博士学位.

博士论文:Hybrid epidemicspreading - from Internet worms to HIV infection (混合传播研究-从互联网蠕虫到艾滋病感染)

---

本研究提出了一种能更准确的分析现实传播现象的混合传播模型。研究发现:可以通过混合两种低效率的传播方式来实现高效快速的传播。并且, 对于混合传播, 存在 一个能够使传播效果最大化的最优混合比例。这个研究结果对于限制和促进传播现象都有重要的指导意义。本研究分析了两个混合传播实例:计算机蠕虫Conficker在互联网上的传播和艾滋病病毒(HIV)在人体内的传播。本研究基于蠕虫Conficker的观测数据和HIV体内传播的临床测量结果进行数学建模分析。结果显示, 采用多种混合传播机制是ConfickerHIV能够实现长时间持续传播和大规模感染的重要原因。本研究对于控制蠕虫传播和抗艾滋病新药的研制提供了有前途的新研究方向。

2010.10–2011.09: University College London (英国伦敦大学学院),  安全科学专业,  获硕士学位.

硕士论文:Immunising theInternet (互联网免疫),  Distinction (优秀毕业生).

 

论文成果

1. C.Zhang, S. Zhou,  E. Groppelli, P. Pellegrino,  I. Williams,  P Borrow,  B. M. Chain, C.Jolly,  “Hybrid spreading mechanisms and T cell activation shape the dynamics ofHIV-1 infection”, PLOS Computational Biology (影响因子: 4.8,  顶级计算生物学期刊),  11(4):e1004179,  2015.

2. C. Zhang, S. Zhou, J. C. Miller,  I. J. Cox,  and B. M. Chain, “Optimizing Hybrid Spreadingin Metapopulations”,  Scientific Reports (影响因子: 5.0,多学科综合性期刊),  5:9924,  2015.

3. C.Zhang,  S. Zhou, and B. M. Chain,  “Hybrid Epidemics - A Case Study onComputer Worm Conficker”, PLoS ONE (影响因子: 3.5,多学科综合性期刊),  10(5): e0127478, 2015.

4. C.Zhang,  Z. Cai, W. Chen,  X. Luo,  and J. Yin,  “Flow level detection andfiltering of low-rate DDoS,” Computer Networks (影响因子: 1.28,  计算机网络期刊),  56(15):3417-3431, 2012. (Google Scholar引用次数: 20)

5. C.Zhang,  J. Yin, Z. Cai,  and W. Chen,  “RRED: robust RED algorithm to counterlow-rate denial-of-service attacks,” IEEE Communications Letters (影响因子: 1.46,  计算机通讯期刊),  14(5): 489-491, 2010. (Google Scholar引用次数: 50)
6. C.Zhang, S. Zhou,  J. Li and B. M. Chain,  “LeoTask: a productive and reliableframework forcomputational research”,  Bioinformatics (
影响因子: 4.6,  生物信息学期刊). (审稿中)
7.
张长旺,  殷建平,  蔡志平, 刘新旺, 林加润, , DDoS攻击的主动队列管理算法,  软件学报,  2011, 22(9):2182-2192.


研究成果媒体影响
研究成果被多家影响力广泛的媒体报道。包括英国最大的两家报纸:《卫报》(Guardian)和《每日邮报》(Daily Mail), 印度最大的英文报纸和杂志:《印度时报》(Times of India)和《今日印度》(India Today), 和财经报纸:《国际财经时报》(International BusinessTimes UK) 等。


参与的科研项目
2012.01至今: 面向无线网状网的下一代无线网络安全技术研究,  国家自然科学基金(61170287).
2011.01-2013.12:
 
面向网络对抗的鲁棒性入侵检测技术研究, 国家自然科学基金(61070198).
2010.10
至今: SecurityScience Doctoral Training Centre, Engineering and Physical Sciences ResearchCouncil of UK (No. EP/G037264/1).
2007.01-2009.12:
 
基于网络测量的网络态势感知关键技术研究, 国家自然科学基金(60603062).
2006.07-2008.06:
 
面向入侵检测的网络测量技术, 湖南省自然科学基金(06JJ3003).


教学经历
2014: 英国伦敦大学学院计算机学院软件工程(代码:COMPGC22) 助教组织小组讨论
2013:
英国伦敦大学学院计算机学院系统工程(代码:COMP2014) 实验课辅导员
2012:
英国伦敦大学学院计算机学院计算机理论(代码:COMP1002) 助教主讲习题课
2012:
英国伦敦大学学院信息研究学院编程(代码:INST1002) 实验课辅导员
2011:
英国伦敦大学学院计算机学院操作系统(代码:COMP3005) 实验辅导和验收


荣誉及获奖情况
2012: 最优硕士毕业设计(Best Masters project), 英国伦敦大学学院安全科学博士研究培训中心(Security ScienceDoctoral Research Training Centre, University College London).
2011:
优秀硕士毕业生(Distinction), 英国伦敦大学学院(UniversityCollege London).
2010:
工程科学学院奖学金(Facultyof Engineering Sciences Scholarship), 英国伦敦大学学院之工程科学学院.
2008:
全国研究生数学建模竞赛二等奖, 全国研究生数学建模竞赛组委会.
2007:
 
中国第二届开源软件竞赛铜奖, 中国软件行业协会共创软件分会.
2007:
国际数学建模竞赛二等奖, 美国数学及其应用联合会(TheConsortium for Mathematics and Its Application).


个人能力
1.大规模网络传播现象数学建模分析与数值模拟
2.
多核并行计算程序设计与性能调优
3.
用计算机推导数学公式系统(符号计算),  熟练使用计算机代数系统(包括Mathematica,  Maxima)
4.
英文写作
5.
网站开发, 曾经开发并维护过湖南省农业银行客户短信中心系统等


张长旺的研究成果被主要媒体报道情况

英国《卫报(Guardian), 英国最大报纸之一, HIV spreads like computer worms,  say scientists
http://www.theguardian.com/society/2015/apr/02/hiv-spreads-like-computer-worms-say-scientists

英国《每日邮报》(Daily Mail) , 英国最大报纸之, HIV spreads like a computer worm: Researchers find virus mimics an onlineinfection - and warn early detection is key
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3023671/HIV-spreads-like-computer-virus-Researchers-spread-mimics-online-infection-warn-early-detection-key.html

《印度时报》(Times of India), 印度最大英文报纸, HIV spreads like 'computer worms'
http://timesofindia.indiatimes.com/life-style/health-fitness/health-news/HIV-spreads-like-computer-worms/articleshow/1170096875pxs

《今日印度》(India Today), 印度最大英文杂志,  HIV spreads like computer worms: Study
http://indiatoday.intoday.in/story/hiv-spreads-like-computer-worms/1/428233.html

《国际财经时报》(International Business Times UK),  HIV: Early treatment crucial as virus uses double entry mode
http://www.ibtimes.co.uk/hiv-early-treatment-crucial-virus-uses-double-entry-mode-1494842

《科学日报》(Science Daily),  HIV spreads like internet malware and should be treated earlier
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150402161747.htm




http://blog.sciencenet.cn/blog-571128-895688.html

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