The effect of sequentiality and heterogeneity in network formation games

In the benchmark model of Bala and Goyal (2000) on network formation, the equilibrium network is asymmetric and unfair as agents have different payoffs. While they are prominent in reality, asymmetric networks do not emerge in the lab mainly because of fairness concerns. We extend this model with a sequential linking decision process to ease coordination and with heterogeneous agents. Heterogeneity is introduced with the presence of a special agent who has either a higher monetary value or a different status. The equilibrium is asymmetric and unfair. Our experimental results show that thanks to sequentiality and fairness concerns, individuals coordinate on fair and efficient networks in homogeneous settings. Heterogeneity impacts the network formation process by increasing the asymmetry of networks but does not decrease the level of fairness nor efficiency

On the sequential formation of networks

The network formation model described in this research paper is based on the connection model of Bala and Goyal. We extend this model by introducing two properties: heterogeneity of players and sequentiality of the network formation process. These two characteristics modify the emergence of equilibrium and efficient networks. Our main theoretical finding is that sequentiality is the main determinant of the equilibrium network while heterogeneity is secondary. The equilibrium often requires that the last player of the game incurs a large part of the linking costs. On the contrary, the leader does not create links at the equilibrium. In the following of the paper we build an experimental protocol. Our purpose is to analyse whether our model predicts be-haviour in the laboratory and whether individuals are more attracted by the equilibrium or by efficiency.Le modèle de formation de réseau décrit dans ce document de recherche est basé sur le modèle de connexion de Bala et Goyal. Nous étendons ce modèle en introduisant deux propriétés : l'hétérogénéité des acteurs et la séquentialité du processus de formation du réseau. Ces deux caractéristiques modifient l'émergence de réseaux d'équilibre et de réseaux efficaces. Notre principal résultat théorique est que la séquentialité est le principal déterminant du réseau d'équilibre alors que l'hétérogénéité est secondaire. L'équilibre exige souvent que le dernier joueur du jeu supporte une grande partie des coûts de liaison. Au contraire, le leader ne créer pas de liens à l'équilibre. Dans la suite de l'article, nous construisons un protocole expérimental. Notre but est d'analyser si notre modèle prédit le comportement en laboratoire et si les individus sont plus attirés par l'équilibre ou par l'efficacité

Essais sur la formation de réseaux sociaux et économiques

In a world where networks become a dominant form of organization, the structure of networks and the position of individuals in these networks affect individual behavior and aggregate economic outcomes. The analysis of network formation by a central planner or by individuals themselves is at the heart of this thesis on the economics of networks.Chapter 1 theoretically studies the optimal formation and protection of networks by a central planner knowing that an external agent can destroy k links. The protection of the network can be guaranteed either by densifying the links between nodes, or by protecting the links. When the cost of protection is relatively small, a minimally connected network composed of protected links guarantees the communication flow; if this cost is high, the optimal solution is to form a symmetric network where each node has at least k+1 non-protected links.Chapter 2 explores the decentralized formation of networks in the laboratory by analyzing individual linking formation decisions when one agent has a higher value than others and that the linking formation process is sequential. The results show that sequentiality facilitatesthe coordination on efficient networks but that do not correspond to the Subgame PerfectEquilibrium. The heterogeneity across agents increases the asymmetry of networks because of the polarization of links on the agent with a higher value.Chapter 3 studies the impact of the endogenous formation of networks on the importance of peer effects, applied to dishonest behavior. In order to identify the effects of social comparisons, two controlled environments are designed in the laboratory in which individuals choose or not their peers, and then observe their behavior. The results show that peer effects on dishonest behavior are significantly higher when individuals can choose their peers.Dans un monde où les réseaux deviennent une forme dominante d’organisation, la structure des réseaux et la position des individus en leur sein affectent les comportements individuels et les résultats économiques agrégés. L’analyse de la formation des réseaux par un planificateur central ou par les individus est au cœur de cette thèse en économie des réseaux. Le Chapitre 1 étudie de manière théorique la formation et la protection optimale des réseaux par un planificateur central sachant qu’un agent externe peut détruire k liens. La protection s’effectue soit en densifiant les liens entre les nœuds, soit en protégeant les liens. Lorsque le coût de protection est suffisamment faible, un réseau minimalement connecté constitué de liens protégés garantit le flux de communication; si ce coût est élevé, la solution optimale est de former un réseau symétrique où chaque nœud possède au moins k+1 liens non-protégés. Le Chapitre 2 explore la formation décentralisée de réseaux en laboratoire en analysant les décisions individuelles de formation de liens lorsqu’un agent a une valeur supérieure aux autres et que le processus de formation de liens est séquentiel. Les résultats montrent que la séquentialité facilite la coordination sur des réseaux efficaces mais qui ne correspondent pas à l’équilibre parfait en sous-jeu. L’hétérogénéité entre les agents accroit l’asymétrie du réseau en raison de la polarisation des liens sur l’agent à valeur supérieure. Le Chapitre 3 étudie l’impact de la formation endogène d’un réseau sur l’importance des effets de pairs, avec une application aux comportements malhonnêtes. Afin d’identifier les effets des comparaisons sociales, deux environnements contrôlés sont créés en laboratoire dans lesquels les individus choisissent ou non leurs pairs, puis observent leur comportement. Les résultats montrent que les effets de pairs sur les comportements malhonnêtes sont significativement accrus lorsque les individus peuvent choisir leurs pairs

Homophily, peer effects and dishonesty

International audienc

Sequentiality and heterogeneity in network formation games

International audienc

Sequentiality and heterogeneity in network formation games

International audienc

On the sequential formation of networks

The network formation model described in this research paper is based on the connection model of Bala and Goyal. We extend this model by introducing two properties: heterogeneity of players and sequentiality of the network formation process. These two characteristics modify the emergence of equilibrium and efficient networks. Our main theoretical finding is that sequentiality is the main determinant of the equilibrium network while heterogeneity is secondary. The equilibrium often requires that the last player of the game incurs a large part of the linking costs. On the contrary, the leader does not create links at the equilibrium. In the following of the paper we build an experimental protocol. Our purpose is to analyse whether our model predicts be-haviour in the laboratory and whether individuals are more attracted by the equilibrium or by efficiency.Le modèle de formation de réseau décrit dans ce document de recherche est basé sur le modèle de connexion de Bala et Goyal. Nous étendons ce modèle en introduisant deux propriétés : l'hétérogénéité des acteurs et la séquentialité du processus de formation du réseau. Ces deux caractéristiques modifient l'émergence de réseaux d'équilibre et de réseaux efficaces. Notre principal résultat théorique est que la séquentialité est le principal déterminant du réseau d'équilibre alors que l'hétérogénéité est secondaire. L'équilibre exige souvent que le dernier joueur du jeu supporte une grande partie des coûts de liaison. Au contraire, le leader ne créer pas de liens à l'équilibre. Dans la suite de l'article, nous construisons un protocole expérimental. Notre but est d'analyser si notre modèle prédit le comportement en laboratoire et si les individus sont plus attirés par l'équilibre ou par l'efficacité

Peer effect, Homophily and Dishonesty

International audienc

Essais sur la formation de réseaux sociaux et économiques

In a world where networks become a dominant form of organization, the structure of networks and the position of individuals in these networks affect individual behavior and aggregate economic outcomes. The analysis of network formation by a central planner or by individuals themselves is at the heart of this thesis on the economics of networks.Chapter 1 theoretically studies the optimal formation and protection of networks by a central planner knowing that an external agent can destroy k links. The protection of the network can be guaranteed either by densifying the links between nodes, or by protecting the links. When the cost of protection is relatively small, a minimally connected network composed of protected links guarantees the communication flow; if this cost is high, the optimal solution is to form a symmetric network where each node has at least k+1 non-protected links.Chapter 2 explores the decentralized formation of networks in the laboratory by analyzing individual linking formation decisions when one agent has a higher value than others and that the linking formation process is sequential. The results show that sequentiality facilitatesthe coordination on efficient networks but that do not correspond to the Subgame PerfectEquilibrium. The heterogeneity across agents increases the asymmetry of networks because of the polarization of links on the agent with a higher value.Chapter 3 studies the impact of the endogenous formation of networks on the importance of peer effects, applied to dishonest behavior. In order to identify the effects of social comparisons, two controlled environments are designed in the laboratory in which individuals choose or not their peers, and then observe their behavior. The results show that peer effects on dishonest behavior are significantly higher when individuals can choose their peers.Dans un monde où les réseaux deviennent une forme dominante d’organisation, la structure des réseaux et la position des individus en leur sein affectent les comportements individuels et les résultats économiques agrégés. L’analyse de la formation des réseaux par un planificateur central ou par les individus est au cœur de cette thèse en économie des réseaux. Le Chapitre 1 étudie de manière théorique la formation et la protection optimale des réseaux par un planificateur central sachant qu’un agent externe peut détruire k liens. La protection s’effectue soit en densifiant les liens entre les nœuds, soit en protégeant les liens. Lorsque le coût de protection est suffisamment faible, un réseau minimalement connecté constitué de liens protégés garantit le flux de communication; si ce coût est élevé, la solution optimale est de former un réseau symétrique où chaque nœud possède au moins k+1 liens non-protégés. Le Chapitre 2 explore la formation décentralisée de réseaux en laboratoire en analysant les décisions individuelles de formation de liens lorsqu’un agent a une valeur supérieure aux autres et que le processus de formation de liens est séquentiel. Les résultats montrent que la séquentialité facilite la coordination sur des réseaux efficaces mais qui ne correspondent pas à l’équilibre parfait en sous-jeu. L’hétérogénéité entre les agents accroit l’asymétrie du réseau en raison de la polarisation des liens sur l’agent à valeur supérieure. Le Chapitre 3 étudie l’impact de la formation endogène d’un réseau sur l’importance des effets de pairs, avec une application aux comportements malhonnêtes. Afin d’identifier les effets des comparaisons sociales, deux environnements contrôlés sont créés en laboratoire dans lesquels les individus choisissent ou non leurs pairs, puis observent leur comportement. Les résultats montrent que les effets de pairs sur les comportements malhonnêtes sont significativement accrus lorsque les individus peuvent choisir leurs pairs

Optimal design and defense of networks under link attacks

Networks facilitate the exchange of goods and information and create benefits. We consider a network composed of complementary nodes, i.e., nodes that need to be connected to generate a positive payoff. This network may face intelligent attacks on links. To study how the network should be designed, we develop a strategic model, inspired by Dziubiński and Goyal (2013), with two players: a Designer and an Adversary. The Designer has two potential ways to defend her network: forming destructible links among the given set of nodes to increase connectivity or protecting a group of nodes (with indestructible links). Links formation and protections (indestructible links) are costly. The Adversary then allocates her resources to attack links. We examine two situations which differ according to the number of protections available to the Designer. Our main findings are that if the number of protections is not limited, the Designer should either protect all the nodes, or create a large number of (destructible) links to absorb the Adversary's attack; if the available number of protections is limited, then a strategy that uses protections and links can be the equilibrium