[发明专利]基于Markov演化博弈的网络防御策略选取方法及其装置

说明书

本发明涉及一种基于Markov演化博弈的网络防御策略选取方法及其装置，该方法包含：根据网络攻防过程中动态攻防博弈，构建多阶段Markov攻防演化博弈模型，该模型包含多个子博弈阶段；针对多阶段Markov攻防演化博弈模型，采用最优防御策略选取算法求解攻防博弈各个阶段的最优防御策略并输出。本发明针对多阶段Markov攻防演化博弈模型模拟网络攻防动态演化过程，从攻防对抗的角度出发，将各个演化阶段之间的状态跳变描述为随机过程，在借鉴Markov过程的基础上，构建多阶段Markov演化博弈；以博弈的折扣总收益为目标函数，引入折现因子ξ对不同阶段的博弈收益进行折扣处理，研究探索网络安全分析方法和防御技术体系，具有重要现实意义。

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Markov演化博弈的网络防御策略选取方法及其装置。

背景技术

直面网络空间安全领域的挑战，增强网络安全防御能力，确保网络空间安全已成为亟待解决的迫切问题。网络安全的本质在攻防对抗，因此从攻防对抗的角度出发，研究探索网络安全分析方法和防御技术体系，具有重要现实意义，已成为近年来的研究重点。博弈论是研究决策主体之间行为直接相互作用时的决策问题的理论。网络攻防具有的目标对立性、关系非合作性、策略依存性特点均与博弈论的基本特征吻合，博弈模型应用于网络攻防分析成为近年来新的研究方法和热点，并取得了部分成果。但总体来说，基于博弈论的网络空间安全问题研究起步较晚，目前的研究方法仍然不够系统，已有研究成果大都以传统博弈模型为主，其模型方法建立在完全理性的条件下，而现实网络攻防无法满足，从而降低了研究成果实用价值。目前，基于博弈理论的网络安全防御大多采用传统博弈理论为主，而传统博弈理论以行为者完全理性为前提，博弈双方在博弈过程中通过最大化自身利益，选取最优防御策略进行网络安全防御。而信号博弈就是传统博弈理论中的一种，局中人分别是信号的发出者和信号的接收者。信号发出者的类型并不为信号接收者所知，但接受者对信号发出者的类型有先验判断。接收者利用信号对发出者的类型做出修正，形成后验判断，进而选择最优行动。

传统博弈理论中的行为者完全理性前提假设与实际情况不符。传统博弈理论建立在行为者完全理性的前提假设下，而现实中由于人的决策能力是有限的，即决策者实际属于非完全理性个体。传统博弈理论中忽视行为者有限理性条件会对最终的博弈结果产生重大影响，使最终的博弈均衡结果与实际相差较大，从而降低了模型和方法的有效性。传统博弈理论以矩阵博弈为基础，未能体现出实际网络攻防博弈的动态演化过程。传统博弈理论采用矩阵博弈形式，通过对收益矩阵的分析和计算，得出最终的博弈均衡，从而用于网络安全防御策略的选取，但该分析方法仅仅对博弈过程中的某一个博弈阶段进行了分析。在实际网络攻防过程中，攻防双方的博弈均衡会随着攻防策略集以及系统运行环境的改变而被打破，从而开始下一阶段的博弈演化。针对现实社会中攻防双方的攻防过程的动态变化特征，其应用价值有限。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种基于Markov演化博弈的网络防御策略选取方法及其装置，采用博弈理论构建一种有效的网络安全主动防御技术来弥补传统被动防御技术存在的不足，能够分析有限理性的攻击者和防御者之间的动态对抗过程，最优防御策略选取的实用性和和指导意义更强。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于Markov演化博弈的网络防御策略选取方法，包含：

根据网络攻防过程中动态攻防博弈，构建多阶段Markov攻防演化博弈模型，该模型包含多个子博弈阶段；

针对多阶段Markov攻防演化博弈模型，采用最优防御策略选取算法求解攻防博弈各个阶段的最优防御策略并输出。