[发明专利]基于攻防微分博弈的网络安全防御决策确定方法及其装置

权利要求书

1.一种基于攻防微分博弈的网络安全防御决策确定方法，其特征在于，包含：

依据网络攻防过程及传染病模型SIR，构建网络节点的状态演化模型NIRM，所述的状态演化模型包含：正常状态N、感染状态I、修复状态R及受损状态M；

根据网络节点状态的迁移路径，获取基于状态演化模型NIRM的节点状态变化微分方程组；

依据节点状态变化微分方程组，构建攻防微分博弈模型ADDG；并根据攻防策略回报及执行代价，获取攻防双方在微分博弈过程中的收益函数；

根据收益函数及攻防微分博弈模型ADDG，通过动态规划方法求解攻防双方的鞍点策略，确定最优防御策略并输出；

节点状态变化微分方程组表示为：

其中，Q为网络节点总数，α为节点部署在网络系统中的密度，t时刻处于正常状态N、感染状态I、修复状态R及受损状态M状态的节点数量依次记作N(t)、I(t)、R(t)和M(t)，η(t)为攻防效用函数，η_NI、η_NR、η_IR、η_IM为通过攻防效用η(t)描述状态迁移N→I、N→R、I→R、I→M发生可能性的迁移参数；攻防微分博弈模型ADDG通过八元组表示为：ADDG＝(N,Θ,B,t,x,S,f,U)，其中，N＝(N_D,N_A)是攻防博弈的参与者集合，N_D代表防御方，N_A代表攻击方；Θ＝(Θ_D,Θ_A)是防御者与攻击者的类型空间，Θ_D＝{D_i|i＝1,2,…,n}，Θ_A＝{A_j|j＝1,2,…,m}；B＝(DS,AS)是动作空间，AS＝(δ₁,δ₂,…,δ_g)、DS＝(β₁,β₂,…,β_k)表示攻击者、防御者的动作集合，g,k≥1；t代表攻防微分博弈中的时刻，t∈[t₀,T]；x(t)＝{(N(t),I(t),R(t),M(t))|N(t)+I(t)+R(t)+M(t)＝Q}是网络系统的状态变量，N(t)、I(t)、R(t)、M(t)代表t时刻系统中处于正常状态N、感染状态I、修复状态R和受损状态M的节点数量，Q代表网络节点总数；S＝(D(t),A(t))是博弈参与者t时刻的控制策略，代表防御者在t时刻选取的混合策略，防御策略依据能力强度划分类型，表示选取不同类型防御策略的概率且代表攻击者在t时刻的混合策略，表示选取不同类型攻击策略的概率且在连续实时对抗的攻防微分博弈中策略控制是当前时刻t、初始状态x(t₀)和当前状态x(t)的函数，即P_A(t)＝P_A(t,x(t₀),x(t))，P_D(t)＝P_D(t,x(t₀),x(t))；

f＝{f_N,f_I,f_R,f_M}是状态迁移函数，其中，U＝(U_D,U_A)是攻防双方收益函数的集合，对于时间[t₀,T]上连续对抗的攻防微分博弈，收益函数为U是随时间动态变化的积分函数。