[發明專利]一種基于博弈論的移動目標防御最優防御策略選取的方法

有效

• 申請號: 201811426730.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109617863B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 張旻;李亞龍;陳勤;湯景凡;姜明
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于博弈論的移動目標防御最優防御策略選取的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟(1)建立攻防博弈模型；

步驟(2)攻擊者選擇攻擊策略；

步驟(3)防御者觀察到攻擊策略，攻防雙方計算收益；

步驟(4)精煉貝葉斯均衡求解得出最優防御策略；

步驟(1)包括如下步驟：

1-1.定義攻防博弈模型；

1-2.定義攻防收益量化；

步驟1-1具體為：基于不完全信息動態博弈建立博弈模型，模型使用七元組(N，Θ，A，D，P，U，)描述，七元組分別對應博弈參與者、參與者的類型空間、攻擊策略集、防御策略集、先驗概率集合、后驗概率集合、收益函數集合；

步驟1-2具體為：定義攻擊成本AC；防御成本DC：由防御者轉移攻擊面成本ASSC、負面影響成本NC、和攻擊識別成本AIC三部分組成；系統損失代價SLC，表示某類攻擊對目標資源的損害程度，通常使用目標資源重要程度Criticality、攻擊致命度AL和安全屬性損害SAD進行描述；IDS誤判率P_nk，P_nk為將攻擊策略a_w誤判為a_j的概率集合；因此我們可以得到誤判概率矩陣E(P)

誤判損失函數λ(θ_i，d_h)，表示當攻擊類型為θ_i，采取防御策略為d_h時的所帶來的損失，可以用防御損失矩陣E(d)表示，記為

防御策略風險DSR為防御者采取防御策略時給系統帶來的風險，計算公式為：

綜合以上定義可得：

攻擊者收益計算公式為：

U_a(θ_i，a_j，d_h)＝SLC(a_j)+DC(d_h，θ_i)-AC(a_j，θ_i)

防御者收益計算公式為：

U_d(a_j，d_h，θ_i)＝SLC(a_j)+AC(a_j，θ_i)-DC_h-DSR(θ_i，a_j，d_h)。

2.根據權利要求1所述的基于博弈論的移動目標防御最優防御策略選取的方法，其特征在于步驟(3)包括如下步驟：

3-1.防御者根據觀察到的攻擊策略計算后驗概率；

3-2.攻防雙方計算各自收益；

步驟3-1具體為：防御者根據觀察到的攻擊策略計算后驗概率，根據貝葉斯法則計算后驗概率，后驗概率計算公式為：

步驟3-2具體為：攻防雙方計算各自收益；

攻擊者收益計算公式為：

U_a(θ_i，a_j，d_h)＝SLC(a_j)+DC(d_h，θ_i)-AC(a_j，θ_i)

防御者收益計算公式為：

U_d(a_j，d_h，θ_i)＝SLC(a_j)+AC(a_j，θ_i)-DC_h-DSR(θ_i，a_j，d_h)

通過攻防收益公式可計算出第一階段的攻防博弈樹。

3.根據權利要求2所述的基于博弈論的移動目標防御最優防御策略選取的方法，其特征在于步驟(4)根據步驟(3)中的攻防博弈樹，通過精煉貝葉斯均衡求解得出最優防御策略，分別包含混同均衡解和分離均衡解，防御者推斷最優防御策略d^*(a_j)，即通過計算：

攻擊者推斷最優攻擊策略a^*(θ)，攻擊者θ預見到防御者會觀察到自己的攻擊策略a_j的基礎上，選擇最優策略d^*(a_j)，故選擇最優攻擊策略a^*(θ)，使自己的博弈收益期望U_a取最大值，即通過計算

精煉貝葉斯均衡求解，針對不同的攻擊策略，均選擇使自己收益最大化的策略，那么均衡解中的防御策略即為最優防御策略。