[发明专利]基于博弈论的网络中资产的安全风险评估方法

权利要求书

1.基于博弈论的网络中资产的安全风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建资产风险分析的博弈模型，具体做法是：

将对漏洞进行防御和攻击看做是一个博弈，那么博弈的双方是系统管理员和攻击者；对于每个漏洞，系统管理员的选择是忽略和关注，而攻击者选择的是攻击或者不攻击；然后考虑双方行动的收益，最终找到该博弈的均衡点，实现对该漏洞被攻击的可能性进行分析，然后将该资产上所有的漏洞被利用带来的风险进行综合考虑，计算该资产上的总体风险；

步骤2，利用步骤1构建的博弈模型计算攻击者的收益，具体做法是：

通过系统管理员对漏洞vi的关注情况计算攻击者的收益，当攻击者选择攻击该漏洞时的收益为pfe-i可用公式(2)表示，

pf_e-i＝p_i·(-c_atk-i)+(1-p_i)·(prt_i-c_atk-i) (2)

式中：

pf_e-i——攻击者利用漏洞v_i获得的收益，

p_i——系统管理员关注漏洞v_i的概率，

c_atk-i——攻击者攻击漏洞v_i投入的成本，

prt_i——攻击者利用漏洞v_i成功获得的利益，

而任何情况下攻击者都选择不攻击漏洞vi的收益pfne-i显然是0，当系统管理员和攻击者的博弈达到均衡时，意味着采取混合策略的攻击者选择对漏洞vi利用或不利用都可获得相同的收益，即得到公式(3)，

p_i·(-c_atk-i)+(1-p_i)·(prt_i-c_atk-i)＝0 (3)

式中：p_i——系统管理员关注漏洞v_i的概率，c_atk-i——攻击者攻击漏洞v_i投入的成本，prt_i——攻击者利用漏洞v_i成功获得的利益；

由此可得到系统管理员对漏洞vi关注的概率pi，其计算方法由公式(4)表示，

式中：

p_i——系统管理员关注漏洞v_i的概率，

c_atk-i——攻击者攻击漏洞v_i投入的成本，

prt_i——攻击者利用漏洞v_i成功获得的利益；

步骤3，通过攻击者对漏洞vi进行攻击的情况来计算系统管理员的收益，当系统管理员选择关注该漏洞时，其收益pfa-i可由公式(5)表示，

pf_a-i＝q_i·(-c_adm-i)+(1-q_i)·(-c_adm-i) (5)

式中：

pf_a-i——系统管理员关注漏洞v_i获得的收益，

q_i——攻击者利用漏洞v_i的概率，

c_adm-i——系统管理员关注漏洞v_i投入的成本，

当系统管理员选择忽略漏洞vi时，其收益pfna-i可用公式(6)来表示，

pf_na-i＝q_i·(-l_i)+(1-q_i)·0 (6)

式中：

pf_na-i——系统管理员忽略漏洞v_i获得的收益，

q_i——攻击者利用漏洞v_i的概率，

l_i——系统管理员由于漏洞v_i被攻击者成功利用遭受的损失，

参照攻击者的行为模式来分析系统管理员的行为，可得到，若博弈达到均衡时，系统管理员无论采取何种行动所取得的收益是相等的，即pfa-i和pfna-i是相等，所以可以得到攻击者攻击漏洞vi的概率qi的计算公式(7)，

式中：

l_i——系统管理员由于漏洞v_i被攻击者成功利用遭受的损失，

q_i——攻击者利用漏洞v_i的概率，

c_adm-i——系统管理员关注漏洞v_i投入的成本，

漏洞vi被攻击而发生安全事件是由于系统管理员忽略该漏洞，同时攻击者对该漏洞进行了攻击，设这个为事件为Ei，可以得到资产a上针对漏洞v_i的概率P(Ei)如公式(8)，

式中：

E_i——漏洞v_i被攻击者成功利用的事件，

c_atk-i——攻击者攻击漏洞v_i投入的成本，

c_adm-i——系统管理员关注漏洞v_i投入的成本，

l_i——系统管理员由于漏洞v_i被攻击者成功利用遭受的损失，

prt_i——攻击者利用漏洞v_i成功获得的利益，

如果资产A上的每个漏洞v_i被攻击者发现的机会是等同的，因此利用每个漏洞v_i被发现的概率为1/n，若发现漏洞vi的事件为Di，利用漏洞发生安全事件的事件为Ei，则发现漏洞vi并利用该漏洞v_i成功的概率P(DiEi)可由贝叶斯公式(9)计算，

P(D_iE_i)＝P(E_i|D_i)·P(D_i) (9)

式中：

D_i——攻击者发现漏洞v_i的事件，

E_i——漏洞v_i被攻击者成功利用的事件，

若将攻击者发现漏洞vi和漏洞vi被攻击者成功攻击看作是相互独立的事件，则有公式(10)，

P(D_iE_i)＝P(E_i)·P(D_i) (10)

式中：

D_i——攻击者发现漏洞v_i的事件，

E_i——漏洞v_i被攻击者成功利用的事件，

结合公式(9)和(10)，得到漏洞vi被发现，并被攻击成功产生风险的概率的计算公式(11)，

式中：

D_i——攻击者发现漏洞v_i的事件，

E_i——漏洞v_i被攻击者成功利用的事件，

c_atk-i——攻击者攻击漏洞v_i投入的成本，

c_adm-i——系统管理员关注漏洞v_i投入的成本，

l_i——系统管理员由于漏洞v_i被攻击者成功利用遭受的损失，

prt_i——攻击者利用漏洞v_i成功获得的利益，

n——被评估资产上的漏洞数，

结合所有漏洞被攻击产生影响，可以得到资产A的风险计算公式(12)，

式中：

c_atk-i——攻击者攻击漏洞v_i投入的成本，

c_adm-i——系统管理员关注漏洞v_i投入的成本，

l_i——系统管理员由于漏洞v_i被攻击者成功利用遭受的损失，

prt_i——攻击者利用漏洞v_i成功获得的利益，

n——被评估资产A上的漏洞数，

imp_i——漏洞i的影响程度，

r_A——被评估资产A的风险程度；

步骤4若imp_i的取值范围为[0，Risk_max]，则针对计算得到的资产A的风险值r_A，按照下表进行对资产A的风险程度的判断：

风险值r_A的范围为：资产A的风险程度为：低；风险值r_A的范围为：资产A的风险程度为：中；风险值r_A的范围为：资产A的风险程度为：高；风险值r_A的范围为：资产A的风险程度为：非常高。