[发明专利]基于时空博弈的网络安全动态防御决策方法

权利要求书

1.一种基于时空博弈的网络安全动态防御决策方法，其特征在于，包含如下内容：

依据网络攻防动态时空对抗特性，构建多维变换移动目标防御模型，该多维变换移动目标防御模型中攻防双方通过实施攻防策略控制的网络表面由探测面、攻击面及检测面共同决定；

依据多维变换移动目标防御模型，分析攻防博弈过程并刻画移动目标防御安全状态演化过程；

利用微分博弈分析连续网络攻防过程，构建移动目标防御时空决策模型；

针对移动目标防御时空决策模型，通过量化攻防收益并进行鞍点均衡策略求解，确定最优时空防御策略；

基于隐蔽对抗的攻防特性分析多维变换移动目标防御安全状态的变换过程，根据攻防博弈演进及网络表面控制权变换过程，构建移动目标防御攻防对抗的安全状态演化模型，该安全状态演化模型包含网络表面的安全状态、威胁状态及自然状态，三个状态之间通过概率动态变换；

设定攻防对抗行动后不同网络状态变换概率来定义攻防状态变换概率；建立不同网络状态网络表面数量在设定时间段内的变量方程组；根据变量方程组的微分求解来获取各网络状态下的变化率；

借鉴FlipIt博弈，构建移动目标防御时空决策模型FDG-MTD，该时空决策模型表示为七元组，即FDG-MTD＝(N,Θ,t,S,P,f,U)，其中，N表示移动目标防御攻防博弈的参与人集合，Θ为攻防博弈类型集合，t为移动目标防御攻防博弈的时间范围，S(t)为移动目标防御t时刻攻防博弈网络状态变量，P为移动目标防御攻防博弈时空策略，f为移动目标防御攻防博弈的网络状态变换函数，U为移动目标防御攻防博弈收益函数集合；

量化攻防收益中，假设在移动目标防御攻防对抗过程中t时刻防御策略作用下自然和威胁状态变换为安全状态的总时间与攻击策略作用下自然和安全状态变换为威胁状态的总时间两者的差值为防御回报函数，在攻击策略作用下自然和安全状态变换为威胁状态的总时间与防御策略作用下自然和威胁状态变换为安全状态的总时间两者的差值为攻击回报函数，攻防双方在攻防策略下的实施时间成本函数；综合攻防回报函数和成本函数，获取攻防双方在FlipIt博弈过程中的收益函数；

针对移动目标防御时空决策模型，通过构造协状态方程和汉密尔顿方程进行定量分析，并通过构造目标函数及约束条件以利用动态规划法求解鞍点策略。

2.根据权利要求1所述的基于时空博弈的网络安全动态防御决策方法，其特征在于，多维变换移动目标防御模型中，依据t时刻防御者移动攻击探测所需的探测面信息来构成探测面移动，该探测面移动包含：攻击者所需探测的探测面元素、不同探测面元素在时刻t取值空间构成的探测面空间及探测面移动方式，其中，探测面移动方式包含：用于保证探测面元素移动随机性的已知探测面中随机移动和通过引入新未知探测面增加探测面元素的移动范围及攻击误导信息的未知探测面移动。

3.根据权利要求1所述的基于时空博弈的网络安全动态防御决策方法，其特征在于，多维变换移动目标防御模型中，依据t时刻防御者移动现有攻击所需的攻击面信息来构成攻击面移动，该攻击面移动包括：攻击所需的攻击面元素、不同攻击面元素t时刻取值空间构成的攻击面空间及攻击面移动方式，其中，攻击面移动方式包括：确定性攻击面移动和随机性攻击面移动。

4.根据权利要求1所述的基于时空博弈的网络安全动态防御决策方法，其特征在于，多维变换移动目标防御模型中，依据t时刻防御者在基于网络流量、行为或主机请求攻击检测情况下动态放置检测系统来构成检测面移动，该检测面移动包含：防御者防御所需检测面元素、不同检测面元素t时刻取值空间构成的检测面空间及检测面移动方式。

5.根据权利要求1所述的基于时空博弈的网络安全动态防御决策方法，其特征在于，根据攻防双方时间策略服从无记忆指数分布特征，获取攻防双方时间策略的概率密度函数；假设多维变换移动目标防御模型攻防时间段[0,t]，依据概率密度函数来获取防御时间策略和攻击时间策略表示；依据t时刻攻防双方选取不同类型空间攻击策略的概率来获取多维变换移动目标防御模型攻防空间策略表示。