14、基于图的超博弈理论在动态网络欺骗防御策略合成中的应用

基于图的超博弈理论在动态网络欺骗防御策略合成中的应用

1. 引言

网络欺骗是网络防御的关键技术。通过网络欺骗，防御者可以为攻击者制造不确定性和未知因素，降低攻击者利用系统的策略有效性，从而提高网络的安全性。本文将探讨一种形式化方法，用于合成具有网络欺骗的网络防御策略。

1.1 现有方法及局限性

• 形式化图形安全模型 ：如攻击图和攻击树，用于验证网络系统的安全性。攻击图能捕捉攻击者利用漏洞达到攻击目标的多条路径；攻击树则描述攻击者如何通过实现子目标来达成主要攻击目标。为了纳入防御者的对策，还提出了攻击 - 防御树。然而，这些模型存在局限性，攻击树无法刻画攻击行为下的网络状态变化，可能无法生成某些攻击场景，且它们没有考虑到由于网络欺骗导致的攻击者和防御者之间的信息不对称。
• 基于博弈论的方法 ：一些研究使用博弈论来设计带有欺骗的防御策略，通过奖励 - 损失函数来表达攻击者和防御者的目标。但这些函数不足以捕捉攻击图中研究的更复杂的定性防御/攻击目标，如安全性和时间扩展的攻击目标，这些目标可以用时态逻辑简洁地表达。当使用形式化规范来指定防御目标时，缺乏利用网络欺骗来确保安全目标实现的形式化合成方法。

1.2 研究问题与方法

我们研究具有主动网络欺骗的安全网络系统的形式化合成问题，将防御者和攻击者的交互视为在有限图上进行的两人博弈。结合博弈图抽象和逻辑安全规范，构建一个具有时态逻辑目标的攻击 - 防御博弈模型。通过引入超博弈理论，考虑玩家之间由于信息不完整和可能的错误信息而产生的不同感知，以实现欺骗策略的合成。