[发明专利]基于演化博弈的比特币矿池DDoS攻击分析与决策方法在审

专利信息
申请号: 202010767227.4 申请日: 2020-08-03
公开(公告)号: CN111988286A 公开(公告)日: 2020-11-24
发明(设计)人: 魏贵义;应翠雯 申请(专利权)人: 浙江工商大学
主分类号: H04L29/06 分类号: H04L29/06
代理公司: 杭州奥创知识产权代理有限公司 33272 代理人: 王佳健
地址: 310018 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 基于 演化 博弈 比特 币矿池 ddos 攻击 分析 决策 方法
【权利要求书】:

1.基于演化博弈的比特币矿池DDoS攻击分析与决策方法,其特征在于该方法包含以下步骤:

A、确定参与者,根据参与者的特征确定策略集,选定影响DDoS攻击及收益的参数并明确参数的含义,计算参与者的收益;

B、构建矿池DDoS攻击演化博弈模型,分析采取发起DDoS攻击策略的矿池占所有矿池的比例的变化;

所述的博弈模型由四要素组成,分别是参与者、策略集、参与者的收益、发起DDoS攻击策略的策略频率;

采取发起DDoS攻击策略的矿池占所有矿池的比例即为发起DDoS攻击策略sD的策略频率,矿池群体演化状态用下一轮中sD策略频率p′表示;

随时间推进,参与者矿池在比较收益后将自身策略向优势策略转移,这一过程中p′的值产生变化,得到矿池群体策略演化动态方程:

其中,p表示当前轮次矿池群体中sD的策略频率,Ud表示一个发起DDoS攻击方矿池的收益,表示一个参与者矿池的总体期望收益;p′表示矿池群体策略演化的总体趋势和方向,当p′→0时,表明矿池相处融洽,矿池都倾向于保守挖矿,而不是对其它矿池发起DDoS攻击,当p′→1时,表明矿池倾向于对其它矿池发起DDoS攻击;

C、求解演化博弈均衡,当前轮次受攻击的矿池选取下一轮的反击策略。

2.根据权利要求1所述的基于演化博弈的比特币矿池DDoS攻击分析与决策方法,其特征在于:步骤A中所述参与者的特征是指矿池拥有算力资源,矿池可以选择不同的策略,矿池可以在能力范围内进行策略转移;

确定策略集是指矿池可以选择的策略是发起DDoS攻击或者保守挖矿;当一个矿池采取的策略是发起DDoS攻击时,称这个矿池是发起DDoS攻击方矿池,当一个矿池采取的策略是保守挖矿时,称这个矿池为保守挖矿方矿池。

3.根据权利要求1所述的基于演化博弈的比特币矿池DDoS攻击分析与决策方法,其特征在于:步骤A中所明确的参数包括表示单个矿池的算力占比特币网络总算力的比例m、DDoS攻击失败的概率σ和发起DDoS攻击的成本系数λ。

4.根据权利要求3所述的基于演化博弈的比特币矿池DDoS攻击分析与决策方法,其特征在于:当两个矿池都采取保守挖矿策略时,各自的收益均为BmM;当一个矿池采取保守挖矿策略,另一个矿池采取发起DDoS攻击策略时,保守挖矿方矿池的收益为BmD,发起DDoS攻击方矿池的收益UDM=BmM+Be-CD;当两个矿池都是发起DDoS攻击方矿池时,两个矿池的收益均为UDD=BmD-CD

其中,BmM表示矿池通过挖矿获得的基础收益,Be表示发起DDoS攻击带来的额外收益,CD表示发起DDoS攻击的成本,BmD表示遭受DDoS攻击影响时矿池挖矿带来的收益,BmD=σBmM

5.根据权利要求1所述的基于演化博弈的比特币矿池DDoS攻击分析与决策方法,其特征在于:步骤C中所述的求解演化博弈均衡具体是:

设计一种策略,当受攻击的矿池采取这种策略时,两个矿池都倾向于保守挖矿,此时演化博弈达到均衡;

步骤C中所述的当前轮次受攻击的矿池选取下一轮的反击策略具体是:

根据演化博弈经典Axelrod实验,设计受攻击矿池的应对策略,命名为“挖矿-重复,DDoS攻击-变化”策略,描述为:

如果上一轮对方选择的策略是保守挖矿,那么这一轮自己重复自己在上一轮中选择的策略;如果上一轮对方的策略是发起DDoS攻击,那么这一轮自己选择与自己上一轮的策略相反的策略;

受攻击的矿池采取上述设计的“挖矿-重复,DDoS攻击-变化”策略,分类讨论双方矿池在之后轮次的博弈中达成合作的情况。

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