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工业控制网络蜜罐攻防博弈理论

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商品介绍

本书主要针对工业控制网络中的攻防对抗建模问题,在分析了工业控制网络安全威胁和工控蜜罐技术的基础上,系统介绍了作者基于博弈论开展的工业控制网络蜜罐攻防建模研究成果。全书共6章,第1章为工业控制网络安全现状介绍;第2章介绍了蜜罐的相关知识以及工控蜜罐的工作原理;第3章对博弈论在工控攻防建模中的应用进行介绍;第4章介绍了工业控制网络中单次蜜罐攻防对抗建模与策略分析;第5章介绍了工业控制网络中多次蜜罐攻防对抗建模与策略分析;第6章介绍了博弈论视角下攻防策略优化。
本书可供计算机科学、信息科学、管理科学的科研人员、大学教师和相关专业的研究生、本科生,以及从事工控安全管理、安全系统建设以及安全运维的工程技术人员阅读参考。

第1章 工业控制网络安全
1.1 工业控制系统简介
1.1.1 工业控制系统架构
1.1.2 典型工业控制系统
1.1.3 工业控制系统发展趋势
1.2 工业控制网络简介
1.2.1 工业控制网络架构
1.2.2 工业控制网络协议
1.2.3 工业控制网络应用
1.3 工业控制网络安全威胁
1.3.1 工业控制网络脆弱性
1.3.2 工业控制网络典型攻击形式
1.4 工业控制网络安全防御
1.4.1 工业控制网络防御体系
1.4.2 工业控制网络安全防御技术
参考文献
第2章 蜜罐与工控蜜罐
2.1 蜜罐技术基础
2.1.1 蜜罐的基本概念
2.1.2 蜜罐系统的构成
2.1.3 蜜罐部署以及应用
2.2 蜜罐的种类
2.2.1 蜜罐业务类型
2.2.2 蜜罐实现方式
2.2.3 蜜罐交互性
2.3 工控蜜罐及其发展
2.3.1 工控蜜罐发展过程
2.3.2 工控蜜罐典型应用场景
2.3.3 工控蜜罐未来发展趋势
2.4 小结
参考文献
第3章 博弈论及其在网络攻防中的应用
3.1 博弈论概述
3.2 静态博弈及其策略分析
3.2.1 策略式博弈
3.2.2 贝叶斯博弈
3.3 动态博弈及其策略分析
3.3.1 扩展式博弈
3.3.2 重复博弈
3.3.3 扩展式贝叶斯动态博弈
3.3.4 演化博弈
3.4 基于博弈论的网络攻防建模
3.4.1 博弈论视角下网络攻防行为分析
3.4.2 基于博弈论的互联网攻防博弈建模
3.4.3 基于博弈论的工业互联网攻防博弈建模
3.5 小结
参考文献
第4章 基于静态博弈的工控蜜罐攻防建模及分析
4.1 理论: 不接近信息工控蜜罐静态博弈模型
4.1.1 静态博弈防御方类型、策略和收益
4.1.2 静态博弈攻击方类型、策略和收益
4.1.3 静态博弈均衡策略分析
4.2 基于资源约束的信息物理系统蜜罐静态攻防建模及分析
4.2.1 防御方行为、策略和收益
4.2.2 攻击方行为、策略和收益
4.2.3 贝叶斯纳什均衡策略获取方法
4.2.4 资源约束下很优防御策略获取方法
4.2.5 仿真验证与分析
4.3 基于前景理论的能源电网蜜罐静态攻防建模及分析
4.3.1 防御方行为、策略和收益
4.3.2 攻击方行为、策略和收益
4.3.3 有限理性贝叶斯纳什均衡策略获取方法
4.3.4 仿真验证与分析
4.4 小结
参考文献
第5章 基于动态博弈的工控蜜罐攻防建模与分析
5.1 工控蜜罐动态博弈架构
5.1.1 动态博弈攻防双方行为、策略和收益
5.1.2 动态博弈均衡策略分析
5.2 基于演化博弈的智能电网工控蜜罐动态攻防建模及分析
5.2.1 攻防双方行为、策略和收益
5.2.2 演化稳定策略获取方法
5.2.3 仿真验证与分析
5.3 基于前景理论的工控半自动化蜜罐动态攻防建模及分析
5.3.1 攻击方行为、策略和收益
5.3.2 有限理性演化稳定策略获取方法
5.3.3 仿真验证与分析
5.4 小结
参考文献
第6章 基于博弈的工控蜜罐攻防策略优化
6.1 基于纳什均衡的工控蜜罐攻击策略优化分析
6.1.1 微电网控制系统蜜罐模型
6.1.2 攻防交互建模与分析
6.1.3 攻击策略优化
6.1.4 仿真分析
6.2 基于合作博弈的工控蜜罐防御策略优化分析
6.2.1 基于合约博弈的工控蜜罐日志数据汇聚激励模型构建
6.2.2 工控蜜罐日志数据汇聚激励合约很优策略求解
6.2.3 仿真分析
6.3 小结
参考文献

     第3章博弈论及其在网络攻防中的应用
3.1博弈论概述
博弈论,又称对策论,是形式化地研究决策主体(博弈参与者)相互作用的数学理论和方法。博弈是指在一定的游戏规则约束下,基于直接相互作用的环境条件,各参与者依据所掌握的信息,选择各自的策略(行动),以实现利益优选化的过程。博弈论模型是对现实世界中各种情况的高度抽象表示,而这种抽象性使得它作为一个基本的数学工具能够被用来研究广泛的现象。
按照博弈参与者之间是否存在同盟或合作,博弈可以分为合作博弈和非合作博弈。参与者之间存在对各方均具有约束力的合作协议的博弈称为合作博弈,反之则为非合作博弈。寡头石油市场上的竞争与合作是最典型的合作和非合作博弈的例子。如果石油寡头形成联盟进行市场垄断以共同优选化利润,并将总利润在寡头之间进行分配,则为合作博弈,如石油输出国组织(OPEC)的限产联盟行为。如果石油寡头“自私地”以优选化自己的利润为目标进行竞争而不顾对方利润如何,则为非合作博弈。由此可见,合作博弈强调的是集体理性,强调效率和公平; 而非合作博弈则强调个体理性,强调个体决策很优。
根据参与者的行动次数和是否具有先后顺序,博弈可以分为静态博弈和动态博弈。静态博弈中参与者仅行动一次且同时选择行动; 或者虽然不是同时行动,但行动在后者并不知道行动在先者所选择的具体行动。一次“石头剪刀布”游戏就属于静态博弈。动态博弈是指参与者的行动有先后顺序,并且行动在后者可以观察到行动在先者选择的行动,并据此做出相应的行动选择。象棋或者围棋类游戏则属于动态博弈。
根据参与者是否接近知晓博弈的数学结构,博弈可以分为接近信息博弈和不接近信息博弈。接近信息博弈意味着博弈的构成元素是所有参与者的共同知识; 反之,则为不接近信息博弈。接近信息博弈中,每个参与者知晓所有其他参与者、策略及任意策略组合下的损益(payoff)。在讨价还价时,通常买主并不知道卖家的成本或底价,卖家也不知道买主能够接收的优选价,因此属于不接近信息博弈。
博弈的解,是对博弈中可能出现的结果的系统描述。博弈论给出了各种博弈的合理解,并考查它们的性质[1]

3.2静态博弈及其策略分析
本节在非合作博弈框架下分别讨论接近信息和不接近信息静态博弈。在后文中,如果不特殊说明均指非合作博弈。
在描述静态非合作博弈时,策略式(或标准式)是最主流的表示形式。策略式非合作博弈有三个要素: 博弈的所有参与者集合、每个参与者的策略集合以及损益或效用。本节主要讨论接近信息静态博弈,下面正式给出策略式博弈和接近信息的定义。 定义3.1[2]: 策略式非合作博弈定义为一个三元组G=(N,(Si)i∈N,(ui)i∈N),其中:
 N表示博弈参与者组成的有限集合,如N={1,2,…,N};
 Si表示参与者i的可选策略集合;
 ui:S→R是参与者i的效用(损益)函数,S=S1×S2×…×SN是每个参与者的策略集合的笛卡儿积。
需要指出的是,策略式博弈本质上是静态博弈的专享表示形式,而后文中将要介绍的动态博弈则有多种表示形式。根据上述定义,si∈Si表示参与者i的一种策略,s-i=[sj]j∈N,j≠i表示由除了参与者i之外的所有参与者的策略组成的向量,s=(si,s-i)∈S则称为策略组合(strategy profile)。当所有参与者的策略集合均为有限集时,称该博弈为有限的。在策略式博弈中,每一个参与者必须选择一种策略以优选化其效用函数。如果参与者以确定的方式(以概率1)选择某种策略,则称该策略为纯策略。
定义3.2[2]: 如果博弈的所有要素是参与者的共同知识,则称该博弈为接近信息博弈; 反之则称为不接近信息博弈。
由定义3.2可知,在接近信息博弈中,每个参与者均知悉博弈的所有参与主体、每个参与主体的策略集合以及任一策略组合所产生的损益。
3.2.1策略式博弈
1. 矩阵博弈
接近信息的策略式非合作博弈是博弈论的核心,目标之一是确定这些博弈是否存在合理的解,即参与者优选化效用时所选择的策略组合。为了分析策略式非合作博弈,首先必须清楚地表示所有参与者、策略集和可能的损益。在这种情况下,任一双人非合作有限博弈均可以表示成矩阵形式(也称为矩阵博弈)。矩阵的每一行表示博弈的第一个参与者(有时也称为行参与者)的一种策略; 矩阵的每一列表示博弈的第二个参与者(也称为列参与者)的一种策略。因此矩阵的行列数分别等于行参与者和列参与者的可选策略数量。矩阵中的每一个元素是一个数对(x,y),数对中的两个数分别表示当选择数对所在的行列策略组合时,行、列参与者各自的损益。下面以经典的囚徒困境为例进行说明。
例3.1: 两个犯罪嫌疑人被捕并受到指控。警方将他们关入不同牢房,并告知判刑规则: 如果两人都不坦白招供,则均被判轻罪入狱1个月; 如果两人都坦白招供,则均判入狱4个月; 如果仅一人坦白招供,则招供者立即获释,而不招供者将

商品参数
基本信息
出版社 清华大学出版社
ISBN 9787302613619
条码 9787302613619
编者 刘光杰//田文//吉小鹏
译者 --
出版年月 2022-08-01 00:00:00.0
开本 16开
装帧 平装
页数 197
字数 271000
版次 1
印次 1
纸张
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