Markov微分博弈模型及其在网络安全中的应用

当前基于博弈理论的网络安全研究成果难以应用于实时、连续、随机对抗的网络攻防过程.本文针对网络安全防御的实时性和网络状态变化的随机性,基于动态、实时对抗的视角分析攻防行为,在结合微分博弈模型和Markov决策方法的基础上进行扩展,构建Markov攻防微分博弈模型,分析具有多个阶段且每阶段持续时间较短的攻防过程;提出多阶段博弈均衡解计算方法,设计多阶段最优防御策略选取算法.仿真实验结果表明,模型和算法有效且可行.     

随机博弈下的工业机器人物联网主动防御研究

稳定而可靠的工业机器人可提升生产质量和制造效率，并节约成本，由此，提出随机攻防博弈下的工业机器人物联网主动防御方法。通过分析工业物联网安全攻防对立与依赖的复杂特点，搭建工业机器人物联基础网攻防系统，并分析攻击模型和种类；进而搭建工业机器人物联网的随机攻防博弈模型，通过模型假定和马尔可夫判断模式，实现状态转移概率分析，并选取沙普利迭代算法来获取随机攻防博弈模型的结果。设置工业机器人物联网攻防实验环境和模拟工业物联网攻击，获得随机攻防防御策略组合，并完成成本测算。实验结果表明，所提出的随机攻防博弈策略可化被动防御为主动，并在成本较小的情况下，达到有效的工业机器人物联网安全防护。     

基于Markov演化博弈的网络防御策略选取方法

当前运用博弈理论的网络安全研究大多采用完全理性假设,本文针对现实社会中攻防双方的有限理性限制条件和攻防过程的动态变化特征,基于非合作演化博弈理论,从有限理性约束出发,将演化博弈模型与Markov决策相结合,构建多阶段Markov攻防演化博弈模型,实现对多阶段、多状态攻防对抗的动态分析推演;依据博弈的折扣总收益设计目标函数,提出多阶段博弈均衡的求解方法,给出最优防御策略选取算法.通过实验验证了模型和方法的有效性.     

基于博弈论的网络攻防行为建模与态势演化分析

网络安全本质在对抗。针对现有研究缺乏从博弈视角分析网络攻防行为与态势演化关系的问题,该文提出一种网络攻防博弈架构模型(NADGM),借鉴传染病动力学理论以不同安全状态网络节点密度定义网络攻防态势,分析网络节点安全状态转移路径;以网络勒索病毒攻防博弈为例,使用NetLogo多Agent仿真工具开展不同场景下攻防态势演化趋势对比实验,得出增强网络防御效能的结论。实验结果验证了模型方法的有效性和可行性。     

攻防对抗视角下的网络安全主动防御体系研究

为了解决纵深防御体系中防御能力固化、灵活性不足等问题,从攻防对抗视角出发,提出一种网络安全主动防御体系。首先,基于情报收集、监测预警、防御指挥和防御行动等要素的详细描述,设计了用于规划主动防御系统的能力组成框架;其次,选择网络杀伤链、ATT&CK知识库和OODA循环法则,设计了一个以攻助防的防御模型,并分析了引入博弈论进行防御算法设计的优势;最后,以实现为目标,构想了一个典型应用场景,以期为安全能力的体系化设计提供有益借鉴。     

网络攻防与博弈论

文章论述了网络安全的态势,指出了网络安全中的攻防对抗问题,运用Opnet仿真工具对网络攻击中smurf攻击进行仿真,并结合博弈理论的分析原理对仿真结果进行态势建模,通过分析讨论,给出了smurf攻击的危害性,同时指出了博弈论在网络安全对抗,特别是网络主动防御方面的进一步应用。     

基于多阶段攻防信号博弈的最优主动防御

从网络攻防对抗的实际场景出发,针对具有不完全信息约束的多阶段动态攻防过程,构建了多阶段攻防信号博弈模型.针对多阶段攻防过程中信号作用衰减的问题,提出信号衰减因子进行量化描述.在此基础上,设计了多阶段攻防博弈均衡的求解方法,并给出了最优主动防御策略选取算法.通过仿真实验验证了本文模型和方法的有效性,并且分析总结了多阶段攻防博弈的规律.     

基于攻防信号博弈模型的防御策略选取方法

当前基于博弈理论的防御策略选取方法大多采用完全信息或静态博弈模型,为更加符合网络攻防实际,从动态对抗和有限信息的视角对攻防行为进行研究。构建攻防信号博弈模型,对策略量化计算方法进行改进,并提出精炼贝叶斯均衡求解算法。在博弈均衡分析的基础上,设计了最优防御策略选取算法。通过实验验证了模型和算法的有效性,并在分析实验数据的基础上总结了攻防信号博弈的一般性规律,能够指导不同类型防御者的决策。     

基于随机演化博弈模型的网络防御策略选取方法

针对攻防博弈系统中存在攻防策略集和系统运行环境改变等各类随机干扰因素的问题,传统确定性博弈模型无法准确描述攻防博弈过程.利用非线性Itó随机微分方程构建随机演化博弈模型,用于分析攻防随机动态演化过程.通过求解,并根据随机微分方程稳定性判别定理对攻防双方的策略选取状态进行稳定性分析,设计出基于随机攻防演化博弈模型的安全防御策略选取算法.最后,通过仿真验证了不同强度的随机干扰对攻防决策演化速率的影响,且干扰强度越大,防御者更倾向于选择强防御策略,攻击者更倾向于选择强攻击策略.本文模型和方法能够用于网络攻击行为预测和安全防御决策.     

基于系统动力学的网络安全攻防演化博弈模型简

基于非合作演化博弈理论,提出了在攻防双方信息不对称情况下具有学习机制的攻防演化博弈模型。结合攻防效用函数,对非合作演化博弈攻防过程中的纳什均衡点的存在性和唯一性进行论证。用系统动力学建立演化博弈模型进行仿真,仿真结果表明引入第三方动态惩罚策略的演化博弈模型存在纳什均衡,指出在网络安全技术进步的同时,发展攻击者追踪技术,增强网络攻击行为可审查性,实现动态惩罚,是解决网络安全问题的重要途径。     

新型主动防御框架的资源对抗模型分析

本文提出了一种基于拟态理论的主动防御的新型框架.通过引入常微分动态系统来表述新型主动防御框架的动态化和结构化特点.通过常微分方程,将部分现实中的复杂网络攻防问题转化为简单的、准确定义的资源对抗模型.由此,可以对通过异构冗余和自修复性构建的主动防御系统的关键构造获得一种对抗模型分析.本框架可帮助实现对当前网络主动防御系统的有效性评估并通过选取有效的防御策略来加强系统安全性.     

基于攻防微分博弈的网络安全防御决策方法

为准确分析快速变化和连续对抗的网络攻防行为,借鉴传染病动力学理论,提出安全状态演化模型分析网络系统安全状态的变化过程.在此基础上,构建攻防微分博弈模型,设计鞍点策略的求解方法,并以此为依据给出最优防御策略选取算法,实现在动态连续攻防过程中的实时最优防御决策.通过仿真实验验证了模型和算法的有效性,并在分析实验数据的基础上提出了针对性的网络防御建议.     

基于半实物接口的网络攻防仿真

随着网络仿真应用领域不断拓展,促使网络仿真技术快速发展,利用半实物仿真技术来评估网络系统的安全是对网络安全的理论和实践研究一种行之有效的方法。针对军事网络安全的需求,阐述了在网络攻防环境下进行安全评估分析的意义,分析了网络攻防仿真的现状,提出了基于半实物接口技术来实现网络攻防的仿真,然后论述了半实物仿真的原理和半实物接口的设计,最后结合实例进行了网络攻防效果的评估。     

博弈模型在传感器网络安全中的应用

入侵检测是传感器网络安全的重要研究内容,论文基于博弈论中的非合作模型提出了一种新型传感器网络入侵检测方案。该方案用一种只有两个参与者(攻击者和传感器网络)的非零非合作博弈模型来描述传感器网络中入侵检测问题,并证明了这个博弈模型可以达到纳什均衡,据此可以制定一个防御策略有效地提高入侵被检测到的概率。模拟试验证明这一模型是有效可行的。     

基于博弈论的无线传感网络节点攻防优化

针对无线传感器网络各节点在安全需求与资源消耗上存在的矛盾,提出一种基于博弈论的无线传感网络节点优化博弈模型.首先,通过分析网络节点中攻击方的攻击代价与防守方的防守开销,基于博弈论分析攻防双方的效用函数并构造攻防博弈模型;其次,根据网络节点中攻防双方选择的不同行动策略,结合信息论技术将攻防双方抽象成随机变量,并设计博弈信...