
一、为何需要攻防博弈视角二、攻防博弈视角下的网络瓦解一、均匀成本下的静态攻防博弈模型模型目标攻击者:在有限资源约束下,攻击一组节点,最大限度降低网络连通性。防守者:保护一组节点,尽可能维持网络系统正常功能。博弈 5 条基本假设完全信息:攻防双方都掌握网络拓扑、对方全部可选策略、收益函数。节点攻防:攻击、防护都针对网络节点;节点失效后,该节点相连的边也一并移除。胜负判定规则:只有被攻击、但没有被防守保护的节点才会被移除;只要节点被防守保护,就免疫攻击,不会失效。静态单轮博弈:攻击者、防守者同时选定策略,没有多轮交替行动,不存在迭代。均匀成本:攻击任意一个节点的成本相同;防守任意一个节点的成本也相同。通俗理解网络里每个节点,打它花的代价一样,守它花的代价也一样;攻防双方同时做决策,谁都看不到对方选完之后再改自己方案;只要守了的节点,再怎么攻击都不会坏掉;只有打了又没防守的节点才会被破坏,节点坏了,和它相连的线路也失效。攻击者想把网络拆得越碎越好,防守方想尽量保住网络连通。博弈类型属于零和静态博弈:攻击者收益 = 防守者损失,一方所得就是另一方所失。 求解一般会找纳什均衡:在均衡处,攻击者单方面改变攻击集合,不会让破坏效果变得更好;防守者单方面改变保护集合,也不能让网络状况变得更好。1、静态博弈从哪里来静态单轮:双方同时选择策略,不进行多轮迭代。直接得出:静态博弈静态:同时出招,先后行动就是动态博弈。2、零和博弈怎么推导出来(靠双方目标 + 收益逻辑推出)攻击者目标:最大限度降低网络连通性(希望网络破坏越大,自己收益越高)防守者目标:尽可能维持系统正常功能(希望网络破坏越小,自己收益越高)攻击者获得的收益(网络被破坏多少),正好就是防守者遭受的损失。 攻击者赚多少 = 防守者亏多少,总收益相加等于 0 →零和博弈。3、纳什均衡又是哪里来的?纳什均衡是:基于这个【均匀成本静态攻防博弈模型】,后续求解该博弈的解概念,属于求解方法,不在本页问题描述里。均匀成本下的静态攻防博弈模型构建一、典型攻防策略角色策略缩写策略名称说明攻击者TAS目标攻击策略 Target Attack Strategy针对性选择网络中关键重要节点进行攻击,优先破坏网络连通核心攻击者RAS随机攻击策略 Random Attack Strategy不区分节点重要度,随机挑选节点实施攻击防守者TDS目标防守策略 Target Defense Strategy优先保护网络关键核心节点防守者RDS随机防守策略 Random Defense Strategy随机挑选节点进行防护整个博弈就是攻击者二选一 {TAS,RAS},防守者二选一 {TDS,RDS},构成 2×2 博弈。二、攻防收益函数:原始网络G的连通性指标(网络完整状态):攻防行动结束后,剩余节点构成的受损网络攻击者收益攻击者策略集合,防守者策略集合含义:网络连通性的下降比例。数值越大,代表攻击效果越好。取值范围 0~1:0 代表网络完全没被破坏;1 代表网络连通性彻底损毁。防守者收益含义:网络连通性的变化。防守方希望这个值越大(越接近 0)越好。取值范围‑1~0:‑1 代表网络彻底损毁;0 代表网络完好无损。可以看到:,这是零和博弈,攻击者的收益就是防守者的损失。三、博弈矩阵(2×2 收益矩阵)防守者可选:TDS(目标防守)、RDS(随机防守) 攻击者可选:TAS(目标攻击)、RAS(随机攻击)表格攻击者 \ 防守者TDSRDSTASRAS矩阵每一格格式:攻击者收益,防守者收益。 因为零和,防守收益直接等于攻击者收益取负。均匀成本模型博弈矩阵通俗拆解先