攻击行为智能程度不确定情况下的设施保护策略研究

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在一个供给系统网络中,我们将该网络的运营者称为防御方,而自发性的或蓄意的攻击叫做攻击方。在本文中,我们将攻击方攻击行为的智能程度定义为攻击行为所反映的其在被制订前对信息的识别、获取、处理能力,与组织策划过程中所进行的思考、分析、推理、判断的理性程度。其在一定程度上由攻击行为的科学性和有效性体现。那么攻击方以何种具体的策略部署他所拥有的攻击资源,就能反映攻击行为的智能程度。如果攻击方有能力获取博弈的必要信息以及制定博弈攻击策略,与防御方及防御方制订的防御策略有交互性,并将该过程反映在攻击行为上,那么我们就认为该攻击行为具有比较高的智能程度;当攻击方的攻击策略遵循某一特定的行为方式(如按照节点度进行降序攻击、按照节点流量进行升序攻击等)时,则将这种攻击认定为次一级智能程度攻击行为;如果攻击方对网络进行无差别的随机攻击,那么则认为该攻击行为其具有最低的智能程度。在现实情况中,作为供给系统网络的防御方,因为对信息很难做到完美掌握,对攻击方的预测亦不一定是完全准确的,防御方很可能会高估或者低估攻击行为的智能程度。本文计算结果表明,高估和低估攻击行为的智能程度无疑都会增加防御方的实际损失,但即使攻击方将博弈过程反映在攻击行为的概率明显小于50%,通过博弈模型制定的防御策略还是要优于非博弈模型制定的防御策略。在文章的分析中得出的结论是,与非博弈模型相比,基于博弈模型的防御性资源分配不会产生太多额外的预期损失。同时,我们还在假设防御方知道攻击方采用博弈攻击行为的概率的基础上,建立了攻击行为智能程度不确定情况下的设施保护模型,依此确定的防御策略无论是在面对哪一类攻击行为,都不会产生太多额外的预期损失。同时通过对部分参数的分析,也得出一些其它的结论(1)设施点的增加能有效增强供给网络系统的安全性;(2)作为防御方,当防御资源较少时,增加防御资源的收益是非常高的;(3)作为攻击方,攻击资源投入的边际收益是递增的。
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