Information cascades in social networks: propagation modelling and applications

Abstract

Web-based social networking services made it possible for people who share similar interests to connect and exchange information in a variety of topics. These networks have been utilized as major tools for the spread of ideas, information and notifications among their members. Many people have integrated popular online social networks in their everyday lives and rely on them as one of their major news sources, with over 28% of people claiming to get their news from social media and even local news media exploit OSNs to report news. Aside from being informed through the network, users further propagate information of interest to their friends. An interesting study reveals that more than 45.1% of the messages published by a user are further propagated by his/her followers and over 37.1% are propagated by followers of up to 4 hops away from the original publisher. This information sharing schema is referred to as cascades.The extensive use of Online Social Networks (OSNs) and the easy of information sharing via cascades observed in relevant platforms has generated a number of interesting research issues, some of which we aim to address in this work. Specifically, we first examine the use of location-based OSNs as mechanisms for timely emergency notification. We acknowledge however that not all information spread in social networks is valid, and this can have significant implications during emergencies. Thus, in the second part of this work we address the issue of \textit{misinformation} identification and limitation by enforcing the sharing of contradictory, valid information. Although misinformation and valid information are mutually exclusive, i.e., present competitive correlation, we notice that in the plethora of information propagated in the networks, a vast range of correlation of either competitive and complementary nature is observed. Therefore, in the third part of the thesis we examine how these correlations affect the propagation of information among users of the network. Finally, in the last part of this work, we further account for the dynamic nature of communication among the users of the social networks and how this affect the propagation of multiple correlated campaigns.

Οι διαδικτυακές υπηρεσίες κοινωνικής δικτύωσης (κοινώς αναφερόμενα ως κοινωνικά δίκτυα) καθιστούν εφικτή την σύνδεση μεταξύ ανθρώπων που μοιράζονται κοινά ενδιαφέροντα και την ανταλλαγή πληροφοριών σε ποικιλία θεμάτων. Τα κοινωνικά δίκτυα αξιοποιούνται ως σημαντικά εργαλεία για τη διάδοση ιδεών, πληροφοριών και ειδοποιήσεων μεταξύ των μελών τους. Πληθώρα ατόμων τα έχουν εντάξει στην καθημερινότητά τους και βασίζονται σε αυτά ως κύρια πηγή ενημέρωσης, με πάνω από το 28% των ατόμων να δηλώνουν ότι ενημερώνται κυρίως μέσα από αυτά και ακόμα και τοπικά μέσα μαζικής ενημέρωσης να τα αξιοποιούν για την συλλογή και σύνταξη ειδήσεων. Πέραν της ενημέρωσης τους μέσα από τα δίκτυα, οι χρήστες περαιτέρω μεταδίδουν ενδιαφέρουσες πληροφορίες στους φίλους τους στο δίκτυο. Μια ενδιαφερουσα μελέτη αποκαλύπτει ότι πάνω από το 45.1% των μυνημάτων που δημοσιεύει ένας χρήστης, μεταδίδονται περαίτερω από τους ακόλουθούς τους και περισσότερο από 37.1% μεταδίδονται απο ακόλουθους τετάρτου βαθμού από τον αρχικό χρήστη.Η εκτεταμένη χρήση των Διαδικτυακών Κοινωνικών Δικτύων (OSN) και η ευκολία ανταλλαγής πληροφοριών μέσω των συνεχόμενων μεταδόσεων έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη ενδιαφιέροντων προβλημάτων έρευνας, κάποια εκ των οποίων αντιμετωπίζουμε στην παρούσα διατριβή. Συγκεκριμένα, πρώτα εξετάζουμε τη χρήση δικτύων που περιλαμβάνουν πληροφορίες τοποθεσίας ως μηχανισμούς έγκαιρης ειδοποίησης έκτακτης ανάγκης. Παρ'αυτά, κατανοούμε ότι η σωρεία πληροφορίας που διαμοιράζεται στο δίκτυο δεν είναι πάντα έγκυρη. Έτσι, στο δεύτερο μέρος αυτής της διατριβής εξετάζουμε το ζήτημα της έγκαιρης ταυτοποίησης και του περιορισμού της παραπληροφόρησης, επιβάλλοντας την μετάδοση αναιρετικής, έγκυρης πληροφοριας στο δίκτυο. Παρότι η παραπληρόφοριση και η έγκυρη πληροφορία είναι αμοιβαία αποκλειόμενες, δηλαδή παρουσίαζουν ανταγωνιστική συσχέτιση κατά τη μετάδοση τους, παρατηρούμε ότι στην πληθώρα των πληροφοριών που διαχέονται στα δίκτυα παρουσιάζεται ένα ευρύ φάσμα συσχετισμού μεταξύ των πληροφοριών, είτε ανταγωνιστικού, είτε συμπληρωματικού χαρακτήρα. Επομένως, στο τρίτο μέρος της εργασίας εξετάζουμε τον τρόπο με τον οποίο αυτές οι συσχετίσεις επηρεάζουν τη διάχυση πληροφοριών μεταξύ των χρηστών του δικτύου. Τέλος, στο τελευταίο μέρος της παρόυσας διατριβής, εκτιμούμε τη δυναμική φύση της επικοινωνίας μεταξύ των χρηστών των κοινωνικών δικτύων και και πώς αυτή επιδρά τη διάδοση πολλαπλών συσχετισμένων διακτυακών εκστρατειών.