基于博弈论的物联网安全收益计算方法及相关设备技术

本申请提供一种基于博弈论的物联网安全收益计算方法及相关设备，应用于物联网，所述物联网包括：设置有若干攻击策略的攻击者和设置有若干防守策略的防守者。所述方法包括：构建收益矩阵；其中，所述收益矩阵包括若干策略组合分别对应的收益；所述策略组合为所述攻击策略和所述防守策略的自由组合；根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一混合策略和防守者对应的第二混合策略；根据所述第一混合策略和所述第二混合策略计算物联网安全收益。本申请的方案，在综合成本和回报的前提下，通过求解混合策略纳什均衡，测算物联网的安全收益情况。联网的安全收益情况。联网的安全收益情况。

【技术实现步骤摘要】
基于博弈论的物联网安全收益计算方法及相关设备


[0001]本申请涉及物联网安全
，尤其涉及一种基于博弈论的物联网安全收益计算方法及相关设备。

技术介绍

[0002]近年来，物联网设备的数量快速增长，各种安全需求也随之增加。然而，相关技术中的安全机制无法实现在已知物联网常见的安全威胁时，针对对应的安全措施计算相应的安全收益，从而难以应对日益增长的安全需求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于博弈论的物联网安全收益计算方法及相关设备，以解决或部分解决上述问题。
[0004]本申请第一方面，提供了一种基于博弈论的物联网安全收益计算方法，所述物联网包括：设置有若干攻击策略的攻击者和设置有若干防守策略的防守者；
[0005]所述方法包括：
[0006]构建收益矩阵；其中，所述收益矩阵包括若干策略组合分别对应的收益；所述策略组合为所述攻击策略和所述防守策略的自由组合；
[0007]根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一混合策略和防守者对应的第二混合策略；
[0008]根据所述第一混合策略和所述第二混合策略计算物联网安全收益。
[0009]可选的，所述根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一混合策略和防守者对应的第二混合策略，包括：
[0010]根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一概率分布和防守者对应的第二概率分布；其中，所述第一概率分布表征所述攻击者在若干攻击策略中进行随机选择的概率；所述第二概率分布表征所述防守者在若干防守策略中进行随机选择的概率；
[0011]根据所述第一概率分布和所述第二概率分布，确定第一混合策略和第二混合策略。
[0012]可选的，所述根据所述第一混合策略和所述第二混合策略计算物联网安全收益，包括：
[0013]根据所述第一混合策略和所述第二混合策略分别计算所述攻击者的第一期望收益和所述防守者的第二期望收益；
[0014]根据所述第一期望收益和所述第二期望收益，确定物联网安全收益。
[0015]可选的，所述第一期望收益和所述第二期望收益是分别通过以下公式计算得到的：
[0016][0017][0018]其中，x
*
表示第二混合策略；y
*
表示第一混合策略；u
A
(x
*
,y
*
)表示第一期望收益；u
D
(x
*
,y
*
)表示第二期望收益；所述攻击策略的种类为n种，且i∈n；所述防守策略的种类为m种，且j∈m；a
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述攻击者的收益；b
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述防守者的收益；表示攻击策略s
i
在所述第一混合策略中的概率；表示防守策略t
j
在所述第二混合策略中的概率。
[0019]可选的，所述策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述攻击者的收益a
ij
是通过以下公式计算得到的：
[0020][0021]其中，θ
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述攻击者攻击成功的概率，且θ
ij
＝1
‑
λ
ij
·
α
ij
；R
j
表示所述防守者实施防守策略t
j
时可保护的价值；M
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述攻击者对R
j
的损害权重；μ
ij
表示折扣因子；λ
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述防守者检测到攻击策略s
i
的概率；α
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述防守者防御成功的概率；表示所述攻击者实施攻击策略s
i
的成本。
[0022]可选的，所述策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述防守者的收益b
ij
是通过以下公式计算得到的：
[0023][0024]其中，O
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述防守者对R
j
的保护权重；表示所述防守者实施防守策略t
j
的成本。
[0025]可选的，所述方法还包括：根据所述第一混合策略对所述攻击者实施攻击策略进行预测。
[0026]本申请第二方面，提供了一种基于博弈论的物联网安全收益计算装置，所述物联网包括：设置有若干攻击策略的攻击者和设置有若干防守策略的防守者；
[0027]所述装置包括：
[0028]构建模块，被配置为：构建收益矩阵；其中，所述收益矩阵包括若干策略组合分别对应的收益；所述策略组合为所述攻击策略和所述防守策略的自由组合；
[0029]确定模块，被配置为：根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一混合策略和防守者对应的第二混合策略；
[0030]计算模块，被配置为：根据所述第一混合策略和所述第二混合策略计算物联网安全收益。
[0031]本申请第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时
实现如第一方面所述的方法。
[0032]本申请第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行如第一方面所述的方法。
[0033]从上面所述可以看出，本申请提供的基于博弈论的物联网安全收益计算方法及相关设备，基于收益矩阵来描述攻击者和防守者在物联网中的对抗情形对应的收益，并在综合成本和回报的前提下，通过求解混合策略纳什均衡，测算物联网的安全收益情况。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请实施例的基于博弈论的物联网安全收益计算方法的流程示意图；
[0036]图2为本申请实施例的基于博弈论的物联网安全收益计算装置的结构示意图；
[0037]图3为本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于博弈论的物联网安全收益计算方法，其特征在于，所述物联网包括：设置有若干攻击策略的攻击者和设置有若干防守策略的防守者；所述方法包括：构建收益矩阵；其中，所述收益矩阵包括若干策略组合分别对应的收益；所述策略组合为所述攻击策略和所述防守策略的自由组合；根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一混合策略和防守者对应的第二混合策略；根据所述第一混合策略和所述第二混合策略计算物联网安全收益。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一混合策略和防守者对应的第二混合策略，包括：根据所述收益矩阵，确定在达到纳什均衡时攻击者对应的第一概率分布和防守者对应的第二概率分布；其中，所述第一概率分布表征所述攻击者在若干攻击策略中进行随机选择的概率；所述第二概率分布表征所述防守者在若干防守策略中进行随机选择的概率；根据所述第一概率分布和所述第二概率分布，确定第一混合策略和第二混合策略。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一混合策略和所述第二混合策略计算物联网安全收益，包括：根据所述第一混合策略和所述第二混合策略分别计算所述攻击者的第一期望收益和所述防守者的第二期望收益；根据所述第一期望收益和所述第二期望收益，确定物联网安全收益。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一期望收益和所述第二期望收益是分别通过以下公式计算得到的：分别通过以下公式计算得到的：其中，x
*
表示第二混合策略；y
*
表示第一混合策略；u
A
(x
*
,y
*
)表示第一期望收益；u
D
(x
*
,y
*
)表示第二期望收益；所述攻击策略的种类为n种，且i∈n；所述防守策略的种类为m种，且j∈m；a
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述攻击者的收益；b
ij
表示策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述防守者的收益；表示攻击策略s
i
在所述第一混合策略中的概率；表示防守策略t
j
在所述第二混合策略中的概率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述策略组合(s
i
，t
j
)对应的所述攻击者的收益a
ij
是通过以下公式计算得到的：其中，θ
ij
表示策略组合(s
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨宇，徐国胜，徐国爱，贾婧婧，高原，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：