[发明专利]一种基于有限理性博弈理论的网络最优防御策略选取方法及装置

说明书

本发明属于网络安全技术领域，特别涉及一种基于有限理性博弈理论的网络最优防御策略选取方法及装置，该方法包含：依据实际攻防双方有限理性，构造有限理性情境下的攻防博弈模型；结合攻防博弈策略集合，并依据历史数据，通过设置参与者理性程度参数，建立参与者选取策略的随机最优反应动态微分方程；联立攻防双方作为参与者的随机最优反应动态微分方程，通过求解并筛选出稳定均衡点，确定最优防御策略并输出。本发明相比仅给出均衡解而未分析纳什均衡形成过程的方法，通过分析有限理性演化博弈均衡的动态演进过程，运用于网络防御决策时，实用性和指导意义更强，能够提高策略选取的动态分析效率，并进一步提高网络安全性能。

技术领域

本发明属于网络安全技术领域，特别涉及一种基于有限理性博弈理论的网络最优防御策略选取方法及装置。

背景技术

随着网络信息系统的复杂化和大规模化，安全攻击手段愈加多样，网络安全攻防双方的目标对立性和策略依存性，使得最优防御策略难以选取。如何根据不同的攻击强度，折衷考虑防御成本和收益，实现适度安全条件下的主动防御，已成为网络安全面临的主要挑战之一。博弈论是研究决策主体间行为直接相互作用的决策理论，能够有效用于指导最优防御策略选取。目前，常见的基于博弈理论的网络防御策略选取以攻防博弈者完全理论假设为前提，未考虑参与者完全理性是否符合网络攻防现实。在策略选取机理描述方面，要求策略学习过程中，参与者总是选择高收益群体的策略，本质上反映了确定性策略选择行为，然而受信息不完备、价值差异和局部短视等因素的影响，不同攻防参与者的理性程度不同，造成策略选择的随机性和多样性，而现有方法侧重于描述遗传和选择机制，难以刻画群体行为多样性的特征，因此攻防建模技术有待进一步完善；事实上，攻防参与者受环境及自身因素影响，网络攻防行为难以达到完全理性的程度，一定程度上是有限理性的智能体，策略的选择多数是不断学习和调整的结果，放弃有限理性的前提，攻防建模分析可能会有偏差，因此探究有限理性的攻防博弈规律，提出有限理性的网络防御策略选取方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种基于有限理性博弈理论的网络最优防御策略选取方法及装置，通过有限理性的演化博弈加入均衡动态演进过程，运用于网络防御决策时，能够提高策略选取的动态分析效率，实用性和和指导意义更强，为网络攻击提供预防措施，进一步提高网络安全性能。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于有限理性博弈理论的网络最优防御策略选取方法，包含：

依据实际攻防双方有限理性，构造有限理性情境下的攻防博弈模型，该攻防博弈模型至少包含四个基本要素：攻防博弈参与者群体集合、攻防博弈策略集合、攻防博弈信念集合及攻防博弈收益函数集合；

结合攻防博弈策略集合，并依据历史数据，通过设置参与者理性程度参数，建立参与者选取策略的随机最优反应动态微分方程；

联立攻防双方作为参与者的随机最优反应动态微分方程，通过求解并筛选出稳定均衡点，确定最优防御策略并输出。

上述的，攻防博弈模型利用四元组BRGM＝(N,S,θ,U)表示，其中，N是攻防博弈参与者群体集合，S是攻防博弈策略集合，θ是攻防博弈信念集合，U是攻防博弈收益函数集合。

优选的，攻防博弈模型构造后，首先对攻防博弈策略集合及攻防博弈信念集合进行初始化处理。

更进一步地，初始化处理包含：依据安全防护设备配置信息及实时采集报警数据，初始化攻防策略集合；并依据历史攻防数据，设置初始时刻攻防博弈信念集合。

上述的，攻防博弈模型构造后，基于攻防双方成本和回报，对攻防双方策略收益进行量化处理。