13、抵御隐蔽攻击的博弈论模型与分布式策略研究

抵御隐蔽攻击的博弈论模型与分布式策略研究

1. 引言

在网络安全领域，隐蔽攻击是一个严峻的挑战。攻击者通常会观察目标系统及其安全策略，然后针对策略的弱点发起高效攻击。为了应对这种情况，博弈论被引入到安全策略的设计中，其中Stackelberg安全博弈（SSGs）是一种重要的模型。在SSGs中，防御者（领导者）选择策略以在攻击者（追随者）的最佳响应策略下最大化自身效用。其应用包括关键基础设施保护和计算机网络的动态防御等。

目前，大多数工作集中在集中式算法上，用于计算随机混合策略均衡并将其转化为安全策略。然而，在实际场景中，安全策略往往由分布式代理（如多机器人巡逻或入侵检测中的恶意软件过滤器）执行，这些代理在计算、通信和移动能力方面存在限制。因此，需要开发计算高效的分布式策略，使资源受限的防御者能够达到与集中式机制相同的Stackelberg均衡。

2. 博弈模型数值结果分析

2.1 两节点设置

在两节点设置中，研究了资源约束M、B和节点1的单位价值r1对攻击者和防御者收益及策略的影响。
- 不同类型的纳什均衡（NE） ：
- Type 5 NE ：仅在攻击预算M较小时出现。这是因为在Type 5 NE中，M被充分利用，当M变大时，这种均衡会消失。
- Type 1 NE ：在防御预算B较小时出现，因为在Type 1 NE中，B被充分利用，当B变大时，Type 1 NE会消失。
- 节点单位价值r1的影响 ：
- 开始时，由于w2 >