基于博弈论的企业信息安全攻防策略研究
第３９卷 、，０ｌ－３９ 第９期 ＮＯ．９ 计算机工程 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１３年９月 Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１３
・安全技术・ 文章缩号：１００ｏ－．３４２８（２０１３）０９—＿０１６２—＿０５ 文献标识码；Ａ 中田分类号：ＴＰ３０９．２
基于博弈论的企业信息安全攻防策略研究
韩文英，闫明星，柴艳妹，王秀利
（中央财经大学信息学院，北京１０００８１）
摘要：利用３种博弈模型研究信息安全中的攻防策略。讨论不完全信息动态攻防博弈模型下的攻防均衡关系，得到均衡时的策
略选择及参数限制条件。考虑攻防的长期和重复性，建立不完全信息下的重复攻防博弈模型，得到长期均衡关系。针对信息安全 中攻防双方不能在完全理性情况下进行策略选择的问题，引进有限理性假设条件，运用复制动态求解进化稳定策略，在验证前两个 模型结论有效的基础上，进一步得到解决信息安全问题的有效策略。
关蝴：信息安全；攻防关系；不完全信息博弈模型；均衡；重复博弈模型；演化博弈
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ０ｎ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｉｎｆ０ｒｍａｔｉ０ｎ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ
Ａｔｔａｃｋ－ｄｅｆｅｎｓｅ Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ｂａｓｅｄ ０ｎ Ｇａｍｅ Ｔｈｅｏｒｙ
ＨＡＮ Ｗｅｎ－ｙｉｎｇ，ＹＡＮ Ｍｉｎｇ—ｘｉｎｇ，ＣＨＡＩ Ｙａｎ－ｍｅｉ，ＷＡＮＧ Ｘｉｕ－ｌｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＦｉｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
ＩＡｂｓｔｒａｅｔ］Ｔｈｅ ａｔｔａｃｋ—ｄｅｆｅｎｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｒｅｅ ｇａｍｅ ｍｏｄｅｌｓ．Ｔｈｅ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ
ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｇａｍｅ ｍｏｄｅｌ，ｔｏ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｇｅｔｔｉｎｇ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ．Ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ａｎｄ ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，ａ ｒｅｐｅａｔｅｄ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｇａｍｅ ｍｏｄｅｌ ｕｎｄｅｒ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｌｏｎｇ－ｒｕｎ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｓ ｒｅａｃｈｅｄ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍａｋｅｒ，ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｅｄ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ
ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｔｗｏ ｍｏｄｅｌｓ’ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ａｎｄ ｇｅｔｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ
ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｌｖｉｎｇ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｉｌｙ ｓｔａｂｌｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ．
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｃｕｒｉｔｙ；ａｔｔａｃｋ—ｄｅｆｅｎｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ；ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｇａｍｅ ｍｏｄｅｌ；ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ；ｒｅｐｅａｔｅｄ ｇａｍｅ ｍｏｄｅｌ；
ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｇａｍｅ
ＤＯｈ １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—３４２８．２０１３．０９．０３５
１ 概述 以及策略分析。
愈加严峻的信息领域安全问题促使信息安全风险管理
现已成为当今信息安全保障工作的主流范式，成为全球信
息安全工作的热点。国内外对于信息安全的研究在理论和
方法上都有一定的研究成果，但针对信息安全的攻防博弈 以及防守博弈模型的研究很少，而且目前的相关理论研究
并不能比较明确地描述出关于信息安全攻守双方的利益关
系，以及防守方的最优策略。
针对信息安全相关问题，本文提出一种新的解决思路，
从攻防模型和防守模型研究信息安全问题，并根据假设环
境以及研究侧重点不同，分别设计不同的博弈模型，讨论 信息安全攻防和防守博弈问题，最终得到相关的均衡状态 ２研究现状
目前国外运用博弈论提出信息安全策略优化问题的研
究主要集中在以下３个方面： （１）物理层的攻防预测模型研究。该领域安全问题主要
分２类：网络拥塞（主动攻击）和窃听（被动攻击）。这部分文
献主要采用零和博弈模型、斯坦科尔伯格博弈模型、合作
博弈模型、非合作博弈模型以及不完全信息动态贝叶斯模
型。如文献［１］引进随机零和博弈模型研究攻击者和次要用
户在拥塞和反拥塞情境下的问题；文献［２］使用合作博弈模
型来研究改善有许多窃听者存在情况下的物理层安全问题。 （２）移动网络中的攻防研究。该领域中安全协议设计者
基金项目：教育部人文社会科学研究青年基金资助项目（１２ＹＪＣ６３０１０６）；北京市哲学社科规划基金资助项目“首都社会稳定视角下的
互联网治理对策研究”（１２ＪＧＡ０１４）；中央财经大学科研创新团队支持计划基金资助项目
作者筒介：韩文英（１９６９－－），女，副教授、博士，主研方向：信息安全，计算机审计；闫明星，硕士研究生；柴艳妹、王秀利，副教授、
博士
收稿日期：２０１２．０９—１３ 修回日期：２０１２．１１—２３ Ｅ．ｍａｉｌ：ｈａｎｗｅｎｙｉｎｇ＠１２６．ｃｏｒｎ
第３９卷第９期 韩文英，闫明星，柴艳妹，等：基于博弈论的企业信息安全攻防策略研究 １６３
将移动节点视为决策者并考虑其追求自身利益最大化，以
此模拟攻击者和防御者间的交互。文献［３］使用完全信息下
零和博弈模型模拟移动网络中攻击者和防御者之间的交互
关系，并在有限信息情境下使用模糊矩阵的方式，获得参
与各方之间的利益冲突关系。
（３）入侵检测的攻防研究。该领域常使用随机零和博弈 模型，从而为监测算法提供一定的理论基础。文献［４］针对
无线自组网络中的入侵检测，提出攻击和防御节点间的博
弈模型，比较了静态和动态贝叶斯模型，认为动态贝叶斯
模型能够使防御者不断更新对手信息，并推荐一种新的贝 叶斯混合入侵检测方法。
国内关于信息安全策略优化问题的研究不是很多，主 要集中于研究入侵检测中攻防问题的模拟和均衡策略优
化。如文献［５］根据网络攻防中的不确定性和动态性，提出
一种基于不完全信息动态博弈的网络攻防模型，证明了均
衡策略的存在性。分析了网络攻防策略，完善了网络攻防 的分析过程。文献［６】针对网络安全最优防御策略选取的复
杂性，将网络安全状态作为攻防随机博弈状态集，建立攻
防双方在多个攻防状态下动态寻找最优攻防策略的攻防随
机博弈模型。文献［７】针对传统被动响应模型滞后于攻击且
频繁误警和虚警导致不当响应的问题，提出一种基于部分
马尔科夫博弈的主动响应决策模型。文献【８］认为攻防博弈
时要进行多目标综合考虑，故建立了多目标网络入侵检测
模型，并从４种不同解决方案下选择出最优策略。文献【９］ 针对目前入侵检测系统预测攻击行为能力较弱不能实时主
动响应攻击的不足，提出一种基于重复博弈的攻击预测模
型。文献［１０】从攻防双方的角度，正确评估入侵给系统带来
的损失，并权衡两类错误（虚警和漏警）的开销和有限的系统
资源，建立两方非合作零和动态博弈决策控制过程的数学 模型来模拟攻防双方，对入侵进行更正确的响应决策，从
而能提高入浸检测系统的效率。文献［１ｌ】则针对当前报警响
应工作中不能充分考虑系统的收益以及攻击者策略变化因
素等问题，提出一种基于博弈理论的报警响应ＤＩＲＢＧＴ模
型，使用不完全信息动态博弈模型原理。
通过大量文献分析可以看出，国外学者基本上假设参 与方均是完全理性，而没有考虑存在非完全理性的情况。
此外，不完全信息下的动态博弈研究亦甚少。而国内该领
域研究成果较少，尤其是不完全信息下动态博弈的研究目 前更是备受关注。 之分，因此属于不完全信息的动态博弈。
３．１．１基本假设 （１）用户为攻击者的先验概率为Ｐ，为合法用户的先验
概率为１ ，用户类型是用户的私有信息。防御者可根据其
历史行为来修正用户是某种类型的后验概率。
（２）各参与人参与博弈时的收益矩阵见图１，其中， 为
攻击者的攻击成本； 为防御者的防御成本；监测出攻击
时，攻击者受到惩罚 ，防御者获得收益 ；没有监测出
攻击时，攻击者获得收益 ，防御者损失届；尸Ｄ为防御
者监测出攻击的概率。 为防御者受到攻击时的声誉损失 ，
这不同于已有研究多认为成功检测出攻击时防御者名誉值
会增加，因为随着信息化发展，成功防范攻击已然成为责
任，遭受攻击却易引起客户的思虑和重新选择。
防御者 。
防御 不防御
攻击 （— 一 ，ｑ＋（１一昂） ， （，一届～，） 攻击者 ＿ ＋ＰＤ 一（１－名）（眉＋
不攻击 （ｏ，一∥ ） （０，Ｏ）
图１博彝参与方收益矩阵１
３．１．２模型均衡求解 。
假设攻击者攻击的概率为 ，不攻击的概率为１一ｔ，则
防御者防御的期望收益为：
ＥＤｆ＝ｐ（，（一 ＋尸Ｄ 一（１一 ）（届＋ ））＋（１一ｆ）（一屈））＋ （１一ｐ）（一 ）＝ｐｔ（ＰＢ 一（１一 ）（届＋，））一
防御者不防御的收益为：ＥＤｎｆ＝ｐｔ（－届＇－ ）。
当ＥＤｆ＝ＥＤｎｒ时，即当攻击者以 Ｐｃ
的概率选择攻击时，防御者选择防御或不防御没有区别。
假设防御者防御的概率为Ｓ，不防御的概率为１一Ｓ，则
同理可得，攻击者攻击的期望收益为：Ｅ，４ｇ： ＰＤ（ ＋ ）＋
（一 ＋ａｓ）；攻击者不攻击的期望收益为：ＥＡ ｇ＝０。
当ＥＡｇ ｎｇ时 当防御者以Ｓ＊－－ 的概
率选择防御时，攻击者选择攻击与不攻击没有任何区别。
假设防御者受到攻击，则用户为合法用户的后验概率
为：Ｐｕｓｅｒｈ＝Ｏ；用户为攻击者的后验概率为：尸ｕ。。 ＝１。
假设没有受到攻击，则用户为合法用户的后验概率为
３ 不完全信息的动态攻防博弈模型Ｐｕｓｅｒｈ－－ ；用户为攻击者的后验概率为：
３．１攻防预测模型
假设博弈参与方包括两方：一方为用户；另一方为防
御者。而用户可能是作为攻击者的非法用户，也可能是合 法用户。故攻防双方的主要参与者为攻击者和防御者。用
户的策略选择为：攻击和不攻击。防御者的策略选择为： 防御和不防御。由于攻防双方信息不对称，行动也有先后 Ｐｕｓｅｒｇ－ 。因此，在不完全信息动态模型下，
用户和防御者会以（ｆ ， ，Ｐ）均衡状态进行博弈，并由此
决定各自的最优行动。
３．２均衡分析
（１）当攻击者攻击的概率 ＜ 时，防御者选择不防御的
基于攻防博弈的军事信息网络安全风险评估
2019年6月 军事运筹与系统工程 Jun. 2019第 33 卷第 2 期 MVCwo OpeOtions Raaoh ad Systems EnginsOng Vol.33 No.基于攻防博弈的军事信息网络安全风险评估王增光卢昱李玺(陆军工程大学石家庄校区，河北 石家庄050003)摘要：为了准确评估军事信息网络的安全风险，提高网络的安全性，提出了基于攻防博弈的网络安 全风险评估方法。首先，根据军事信息网络攻防的特点，设计了网络攻防博弈模型，从网络安全属性的角 度出发量化攻防策略收益，并对攻防博弈混合策略的纳什均衡进行分析；其次,分析了基于攻防博弈进行 网络安全风险评估的可行性，并设计了基于攻防博弈的网络安全风险评估算法；最后，通过实验分析验证 了方法的合理性和可行性。关键词：攻防博弈；军事信息网络；纳什均衡;风险评估中图分类号:TP309；E917 文献标志码:A 文章编号：1672-8211(2019)02-0035-071引言信息技术的不断发展，改变了传统的作战模 式，现代战争已经由传统的平台中心战向网络中心 战转变。军事信息网络作为网络中心战的重要 “阵地”,为军队实施各项军事任务提供信息支撑, 其安全性的高低直接影响其为军事行动提供服务 的质量)军事信息网络也因此成了敌方进攻的焦 点和我方防御的关键，其安全性是决定现代战争胜 负的关键因素)传统的基于检测的网络安全防护手段仅能在 攻击发生后进行被动防御，无法从根源上解决网络 安全问题[2])网络安全风险评估能够主动评估目 标网络中的安全风险和安全威胁，为实施网络安全 防护提供有力保障，已经逐渐成为研究的热点'3]) 张俊林⑷从攻击者的角度出发，提出了一种基于 模糊RBF神经网络的网络安全风险动态评估方 法;高妮等'5(从攻击者的角度出发，提出了一种基 于贝叶斯攻击图的网络安全风险评估方法;张树伟 等'6(从防御者的角度出发，通过对网络状态变换 进行分析，提出了一种实时网络安全风险评估模 型。以上研究在一定程度上解决了网络安全风险 量化的问题，但在评估的过程中都是从攻击者或防 御者的角度出发，单方面考虑网络所面临的安全风 险，没有考虑攻防对抗对网络安全风险的影响。针对上述研究成果中存在的问题，提出了一种 基于攻防博弈的网络安全风险评估方法。该方法 通过网络攻防博弈模型来描述敌我双方在网络中 的对抗情形，通过求解纳什均衡对网络中的攻击行 为进行预测,在此基础上设计了风险评估算法对网 络安全风险进行评估。2网络攻防博弈模型在信息化战争中,敌我双方围绕战场的制信息 权展开网络对抗。无论敌方对军事信息网络进行 攻击还是我方对军事信息网络进行防御,都需要在 考虑攻防成本和回报的前提下，选择合适的攻防策 略进行网络对抗。网络攻防双方的最终目的都是 希望选择合适的方式以最小的代价获得最大的利 收稿日期：2018-10-11；修回日期：2019-03-04基金项目：国家自然科学基金面上项目(61271152)；国家自然科学基金青年科学基金项目(61602505)；国家社会科学 基金军事学项目(15GJ003-184)作者简介:王增光(1991-),男，博士研究生，主要研究方向为装备保障信息化;卢昱(1960-),男，教授，博士，博士生 导师，主要研究方向为网络安全控制;李玺(1980-),男，讲师，博士，主要研究方向为网络安全、装备保障信息化。—35
基于攻防博弈模型的网络安全测评和最优主动防范
基于攻防博弈模型的网络安全测评和最优主动防范
赵振国
【摘 要】随着社会主义现代化进程的不断发展和社会生产力水平的不断提高，近年来我国的计算机产业得以飞速发展，且已经成为促进我国经济发展的主要动力。本文通过以攻防博弈论为基础，通过建立模型的方式对网络安全测评和最优主动防范方法进行了具体分析。%With the continuous development of socialist
modernization and the continuous improvement of social productivity,in
recent years China's computer industry has been developing rapidly,and
has become the main force to promote the economic development of our
country.Based on the game theory,through the establishment of the model
of network security evaluation and optimal active prevention method is
analyzed.
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】3页(P62-64)
【关键词】攻防博弈;模型;网络安全;测评;主动防范
【作 者】赵振国
【作者单位】大连东软信息学院，辽宁大连，116023
【正文语种】中 文
0 前言
互联网技术的发展一方面为我国社会各个生产生活领域提供了较为有利的技术支持，满足了人们的生产生活需要，但另一方面，随着相关技术的发展，也为不法分子提供了攻击相关网络的机会。本文以攻防博弈理论为基础，通过对建立主动实时防护模型的必要性进行阐述，从而为网络的安全测评和最优主动防范工作提出了合理的意见和建议。
基于非零和攻防博弈模型的主动防御策略选取方法
基于非零和攻防博弈模型的主动防御策略选取方法
陈永强;付钰;吴晓平
【摘 要】针对现实网络攻防环境中防御措施的滞后性以及攻防对抗过程中双方收益不完全相等的问题,提出一种基于非零和博弈的主动防御策略选取方法.首先依据攻击者与系统的博弈关系,结合网络安全问题实际情况提出网络安全博弈图；其次在此基础上给出一种基于非零和博弈的网络攻防博弈模型,结合主机重要度以及防御措施成功率计算单一安全属性攻防收益值,进而根据攻防意图对整体攻防收益进行量化；最后通过分析纳什均衡得到最优主动防御策略.实例验证了该方法在攻击行为预测和主动防御策略选取方面的有效性和可行性.%In order to deal with the
problems that defensive measures are lagging behind the attack and that
the payoffs of attacker and defender are unequal, an active strategy
selection method based on non-zero-sum game was proposed. Firstly, a
network security game graph was presented combined with the actual
situation of network security and the relationship between the attacker
and the defender. Secondly, a network attack-defense game model was
proposed based on non-zero-sum game. The attack-defense cost of single
security attribute was calculated combined with the host important degree
基于不完全信息动态博弈的网络攻防态势感知
第３６卷
ＶｏＬ３６ 第２Ｏ期
Ｎｏ．２Ｄ 计算机工程
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１０年ｌ０月
Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０１ ０
・网络与通信・ 文章编号：１０００—３４２８（２０１０）２０－＿一Ｉ１２５—０３ 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ３９３．０８
基于不完全信息动态博弈的网络攻防态势感知
王纯子 ，一，黄光球
（１．西安建筑科技大学管理学院，西安７１００５５；２．西安工程大学管理学院，西安７１００４８）
摘要：为反映网络攻防对峙形势并解决策略相依问题，提出不完全信息的动态攻防博弈模型。通过扩展对象Ｐｅｔｒｉ网的定义，使变迁及
其输出弧上携带攻防策略及其效用信息，定义网络攻防对峙模型。在定义攻防行动顺序的基础上，提出利用攻防对峙模型构建博弈扩展形
的方法，据此可得到攻防博弈均衡策略。 关健词：网络安全；扩展对象Ｐｅｔｒｉ网；攻防对峙模型；动态博弈
Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｋ．ｄｅｆｅｎｓｅ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ
Ｂａｓｅｄ ０ｎ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｇａｍｅ ｗｉｔｈ Ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＷＡＮＧ Ｃｈｕｎ．ｚｉ ，一．ＨＵＡＮＧ Ｇｕａｎｇ－ｑｉｕ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００５５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｘｉ‘ａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｏ ｒｅｆｌｅｃｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｔｔａｃｋ—ｄｅｆｅｎｓｅ ｃｏｎｆｒｏｎｔａｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ，ａｎ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ ｉｎｆｏｌａｎａｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ａｔｔａｃｋ—ｄｅｆｅｎｓｅ ｇａｍｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｔｔａｃｋ・ｄｅｆｅｎｓｅ ｃｏｎｆｒｏｎｔａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ
企业信息安全投资的博弈分析
２０１２年５月 第３９卷第３期 湖北大学学报（哲学社会科学版） Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉ【ｙ（Ｐｈｉ１０ｓｏｐｈｙ ａｎｄ ＳｏｃｉＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｍａｙ，２０１２ Ｖｏｌ＿３９ Ｎｏ．３
企业信息安全投资的博弈分析
刘文臣．朱建明
（中央财经大学信息学院，北京１０００８１）
［摘要］随着信息技术的快速发展，人们对信息和网络的依赖程度越来越大，信息安全对企业的发展起着 重要的作用。由于信息共享和网络互连特点，企业的信息安全投资决策存在策略依赖性。用博弈论的方法，建立 两企业和多企业的博弈模型并进行均衡分析，通过对多企业博弈的仿真模拟，可以发现企业信息安全投资策略与 网络安全环境之间的关系，即企业投资的阀值与外部风险成正相关关系，与未投资的企业数量成正相关关系，而 且最终企业投资信息安全的比例会趋于一个平衡。 ［关键词］信息安全；信息安全投资；博弈分析 ［中图分类号］Ｃ９３１ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１００１—４７９９（２０１２）０３—０１３８—０４
ＩＴ技术的发展把人类带入了信息时代，信息在现代经济生活中的作用越来越大，已经成为市场竞争
的重要手段。然而由于环境的开放性以及信息系统自身的缺陷等因素，导致信息面临着巨大的安全隐
患。 信息安全不仅是技术上的问题，更是管理方面的问题。为降低安全风险，企业进行的信息安全投入 越来越多。尤其是以互联网为基础的企业，风险成本支出在企业管理成本中占有很大的比例。企业采取
何种策略最小化风险管理的成本，是每个管理者所关心的问题。实际上，企业对信息安全进行投资不仅
与风险损失和投资成本有关系，还与互联网的安全环境有关系，与其他企业的信息安全的投资策略有 关。企业的信息安全投资策略依赖于其他企业的投资策略，这是一种博弈关系。下面将从博弈论的角度
对组织的风险投资进行探讨。
一、信息安全投资的研究现状
目前对于信息安全问题投资的研究主要集中在技术领域，相对于快速发展的信息技术，信息安全投 资尚处于刚起步阶段。国内外对信息安全投资的研究主要是从集中在以下几个方面进行：风险管理角
基于博弈“安全工程”现象对策论文
基于博弈论的“安全工程”现象分析及对策
摘要:在基层部队一些单位中以安全稀释训练,消极保安全的现象不一而足,”安全工程”成为多数基层单位角逐的目标,这严重违背了战斗力生成的内在规律。本文采用博弈论方法对基层部队搞”安全工程”的现象加以分析,并提出对策。
关键词:博弈论 安全工程 对策
所谓”安全工程”就是在军事训练中人为降低难度、强度,牺牲战斗力保安全的一种现象,如何防止”安全工程”是个亟待解决的问题。胡主席在全军军事训练会议上指出,要把从严训练、提高训练水平和保证训练安全统一起来,既要高度重视训练安全,又要防止因安全风险放弃或降低训练标准。这一重要指示的要义,就是要正确认识和处理抓训练与抓安全的辩证关系。
一、”安全工程”现象博弈分析
新世纪新阶段,全军部队在使命任务牵引下,教育训练质量提升到了新水平。但当前,我军许多单位一种违背战斗力生存的消极保安全现象仍然存在。把所谓的有的单位”宁可牺牲一些战斗力,也要确保刻意追求部队安全稳定”作为一切工作的出发点,事事处处都围绕着 “安全工程”去展开,严重影响部队战斗力生成。认真分析”安全工程”形成的机理,不难看出,这是上级部门与基层单位利益冲突的结果。而博弈论作为一种研究利益冲突中主体人的决策和策略的理论,可以有效地分析部队训练与安全中存在的利益主体之间最大化效用问题。
假设,将上级部门和基层单位设为参与人c和参与人d。在对待”安全工程”这一问题上,上级部门有两个行动策略,分别设为a和b,a代表严格考评,能够认识到训练与安全的辩证关系,全面采集并科学应用所获得的信息,其付出成本为2;b代表突出所谓”安全”的考评,即采集信息偏重与安全相关,其成本忽略不计。基层单位有两个行动策略,分别设为x和z,x代表搞”安全工程”,z代表不搞”安全工程”,坚持严格按大纲训练。基层单位选择x,上级部门选择a,则基层单位搞”安全工程”的现象得以暴露,得益为负5,上级部门因查出其影响本部门战斗力生存的因素,则上级部门自己从中就潜在的得益为3;选择b,则因搞”安全工程”,存在的”安全”问题少,基层单位得益为15;由于搞”安全工程”导致部门的战斗力下降,所以上级部门得益为负4。基层单位选择z,上级部门选择a,则基层单位得益为6,基层单位严格按纲训练,提升了本部门战斗力,上级部门从中可得益4,则上级部门总得益为2;如果上级部门选择b,则基层单位得益下降为3,上级部门得益为4。c和d的支付矩阵如下表1:
精选五篇数学建模优秀论文
精选五篇数学建模优秀论文
一、基于深度学习的股票价格预测模型研究
随着金融市场的发展，股票价格预测成为投资者关注的焦点。本文提出了一种基于深度学习的股票价格预测模型，通过分析历史数据，预测未来股票价格走势。实验结果表明，该模型具有较高的预测精度和鲁棒性，为投资者提供了一种有效的决策支持工具。
二、基于优化算法的智能交通信号控制策略研究
随着城市化进程的加快，交通拥堵问题日益严重。本文提出了一种基于优化算法的智能交通信号控制策略，通过优化信号灯的配时方案，实现交通流量的均衡分配，提高道路通行能力。实验结果表明，该策略能够有效缓解交通拥堵，提高交通效率。
三、基于数据挖掘的电商平台用户行为分析
电商平台在电子商务领域发挥着重要作用，用户行为分析对于电商平台的发展至关重要。本文提出了一种基于数据挖掘的电商平台用户行为分析模型，通过分析用户购买行为、浏览行为等数据，挖掘用户偏好和需求。实验结果表明，该模型能够有效识别用户行为特征，为电商平台提供个性化的推荐服务。
四、基于机器学习的疾病预测模型研究
疾病预测对于公共卫生管理具有重要意义。本文提出了一种基于机器学习的疾病预测模型，通过分析历史疾病数据，预测未来疾病的发生趋势。实验结果表明，该模型具有较高的预测精度和可靠性，为疾病预防控制提供了一种有效的手段。
五、基于模糊数学的农业生产决策支持系统研究 农业生产决策对于提高农业效益和农民收入具有重要意义。本文提出了一种基于模糊数学的农业生产决策支持系统，通过分析农业环境、市场需求等因素，为农民提供合理的生产决策建议。实验结果表明，该系统能够有效提高农业生产效益，促进农业可持续发展。
精选五篇数学建模优秀论文
一、基于深度学习的股票价格预测模型研究
随着金融市场的发展，股票价格预测成为投资者关注的焦点。本文提出了一种基于深度学习的股票价格预测模型，通过分析历史数据，预测未来股票价格走势。实验结果表明，该模型具有较高的预测精度和鲁棒性，为投资者提供了一种有效的决策支持工具。
基于博弈理论的信息安全技术研究
基于博弈理论的信息安全技术研究
信息安全是一个永恒的话题，在信息时代中愈加重要。随着互联网技术的发展和普及，人们不仅更加依赖于网络，同时也更加容易遭受网络攻击。信息安全技术正在不断发展，极大地帮助人们保护私人和商业信息免受攻击。基于博弈理论的研究是当前信息安全技术领域中备受关注的领域之一，本文将探讨基于博弈理论的信息安全技术研究。
一、博弈理论入门
博弈理论是一门研究人与人之间交互决策问题的数学科学，是研究策略、预测、风险、收益和冲突应对的一种方法。博弈理论建立了人类理性决策的逻辑基础，因此在不同领域都有广泛应用。博弈理论的应用范围包括但不限于政治、经济、金融、社会、人工智能和信息安全等领域。
博弈论中有许多不同类型的博弈模型，其中一种常见类型是基于正常形博弈。正常形博弈是一种描述玩家策略和它们互动结果的数学方式。在正常形博弈中，每个玩家都从有限的策略集中选择一个策略，所有玩家同时做出决策。每个玩家的实际支付取决于所有人的结果。较为常见的正常形博弈模型包括囚徒困境和拍卖等。
二、基于博弈理论的信息安全技术研究 信息安全技术最主要的目标是保护信息的隐私和完整性，防范信息泄露和黑客攻击。传统上，信息安全技术关注的是防御技术，如防火墙、入侵检测系统和加密技术等。这些技术有助于保护网络和系统，并保护用户从未经授权的访问和攻击中保持安全。然而，这些技术并不能提供完美的保护，只能减轻攻击后果或者防止大多数攻击。
博弈理论的应用给信息安全技术带来了一种新的思考方式。博弈理论认为，两个玩家之间的行为不能单独考虑，因为两种不同的策略会导致不同的结果。因此在信息安全领域中，制定策略和预测攻击者的策略是非常重要的，这就是使用博弈理论的目标之一。
民用密码是一种信息安全防御技术，但是随着信息技术的发展，传统的民用密码技术已经无法满足不断升级的安全需求。基于博弈理论的密码学已成为信息安全领域的一个重要研究方向。基于博弈理论的密码学主要研究密码协议，其中涉及到两个或多个参与者之间的协商和交互，以便确保传输和处理数据的安全。
基于博弈论的网络攻防策略与主动防御研究与实验
第３０卷第９期
２０１３年９月 计算机应用与软件
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｖｏ１．３０ Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．２０１３
基于博弈论的网络攻防策略与主动防御研究与实验
阮铁权
（浙江越秀外国语学院浙江绍兴３１２０００）
摘要 网络安全是因特网研究的重要内容，传统网络安全采用被动防御为主。结合主动防御的需求，提出网络防御图模型、攻 防策略分类，以及一种基于博弈理论的攻防策略，并设计基于上述模型的最优主动防御选取算法。最后通过实例模拟证明了该模型
的科学性和有效性。
关键词 攻防策略 防御图 博弈理论最优主动防御
中图分类号ＴＰ３１１ 文献标识码Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—３８６ｘ．２０１３．０９．０８６
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴ ｏＮ ＧＡＭＥ ＴＨＥｏＲＹ．ＢＡＳＥＤ ＮＥＴＷｏＲＫ ＡＴＴＡＣＫ
ＡＮＤ ＤＥＦＥＮＳＥ ＳＴＲＡＴＥＧＹ ＡＮＤ ＰＲｏＡＣＴⅣＥ ＤＥＦＥＮＳＥ
Ｒｕａｎ Ｔｉｅｑｕａｎ
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ ３１２０００，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｂｕｔ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｔｏ ｐａｓｓｉｖｅ ｄｅｆｅｎｓｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｓｕｇｇｅｓｔ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｅｆｅｎｓｅ ｇｒａｐｈ ｍｏｄｅｌ，ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａ ｇａｍｅ ｔｈｅｏｒｙ— ｂａｓｅｄ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｐｒｏａｃｔｉｖｅ ｄｅｆｅｎｓｅ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏａｃｔｉｖｅ ｄｅｆｅｎｓｅ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｍｏｄｅ１．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ
基于博弈论的网络安全攻防对策与优化模型构建
基于博弈论的网络安全攻防对策与优化模型构建
网络安全是我们现代社会中一个重要且不可忽视的问题。随着网络技术的不断发展，网络攻击也越来越猖獗，给我们的个人隐私和数据安全带来了巨大的威胁。为了应对这种威胁，博弈论提供了一种有效的分析和优化模型构建方法，可以帮助我们制定网络安全攻防对策。
博弈论是一种研究冲突与合作关系的数学模型。它通过分析各方的目标和策略选择，可以预测他们之间的冲突和合作的结果。在网络安全领域，博弈论可以帮助我们理解攻击者和防御者之间的博弈关系，以及他们之间的策略选择。通过构建网络安全攻防模型，我们可以更好地理解攻击者的动机和方法，从而制定出更有效的防御策略。
首先，我们需要建立一个完整而准确的网络安全攻防模型。这个模型应该包括攻击者和防御者的目标、策略和行动。攻击者的目标可能是获取敏感信息、破坏网络系统或者获利等，而防御者的目标则是保护网络系统的安全和可靠性。在模型中，我们还需要考虑攻击者和防御者之间的信息不对称，并分析他们的策略选择和行动方式。
其次，基于博弈论的网络安全攻防模型可以帮助我们优化防御策略。通过分析攻击者的目标和策略，我们可以确定防御者应该采取哪些措施来最大程度地减少攻击的风险。例如，如果攻击者主要通过钓鱼邮件进行攻击，那么防御者可以加强对钓鱼邮件的识别和过滤，从而降低攻击的成功率。另外，博弈论还可以帮助我们分析不同攻击方式的优劣势，从而指导防御者选择最有效的防御策略。
博弈论还可以帮助我们理解网络安全攻防的动态变化。在网络安全领域，攻击者和防御者之间的博弈是一个不断变化的过程。攻击者会不断改变他们的攻击策略，而防御者也会采取不同的安全措施来应对攻击。通过构建动态博弈模型，我们可以预测不同策略对网络安全的影响，并根据预测结果来调整防御策略。
除了以上提到的建立模型和优化策略，博弈论还可以用于网络安全中的资源分配问题。在网络安全中，资源分配是一个重要的问题。攻击者和防御者都需要合理分配有限的资源来实现他们的目标。通过利用博弈论的方法，我们可以分析不同资源分配策略的优劣，并找到最佳的分配方案，以提高网络安全的效果和效率。