基于博弈论的信息安全理论与方法研究

Information security is a system engineering including technology, management and legal aspects and so on. In the case of the same technology, the use strategies of technology become the key to improving information security capabilities. In this project, we will research on the theories and methods of information security based on game theory and our aim is to improve and optimize the overall security of the information system capacity under conditions of limited resources. In our work, we will examine the methodology behind how certain game subsets have been proven to have mathematical advantages over others and how such game subsets make it easier to prove a solution is optimal. Furthermore, we will take advantage of the modeling techniques exclusive to a game theoretic problem-solving approach through mixed strategies. We will use a weighted potential game for a network security optimization solution and use a noncooperative instead of a cooperative game which focus on strategy and utility maximization to create the information security model based game theory. Then, we analyze on the information security mechanism of system of systems based on the Markov game model and present the theory and method of analysis and design for universally composable security protocol based game theory. We will give the evaluation model of information security technologies based on game theoretic. Finally, the malicious behaviors in social networks are analyzed using game theoretic model. These theories and methods can be used to improve the information security of information system overall from strategy, management and mechanism.

信息安全是一个涉及技术、管理、法律等方面的系统工程。在技术相同的情况下，技术的使用策略就成为提高信息安全能力的关键。本项目基于博弈论研究信息安全理论与方法，研究在资源有限的情况下，如何提高和优化信息系统的整体安全能力。研究特定博弈子集背后的方法证明与其他方法相比的数学优势，并利用博弈论的模型技术优势通过混合策略解决所面临的信息安全问题。利用带权的潜在博弈优化网络安全方案，利用非合作博弈代替合作博弈以实现策略和效用最大化,建立基于博弈论的信息系统安全模型，基于马尔可夫博弈模型对系统的系统（SoS）的信息安全机制进行博弈分析，提出基于博弈论的UC安全协议分析与设计的理论与方法，建立基于博弈论的信息安全技术评价体系，并针对社会网络中恶意行为进行博弈分析，从策略、管理、机制的角度从整体上提高信息系统安全而提供理论和方法。

“没有网络安全就没有国家安全”。当前，网络和信息安全已经成为最重要的国家战略之一。信息安全是一个涉及技术、管理、法律等方面的系统工程。在技术相同的情况下，技术的使用策略就成为提高信息安全能力的关键。本项目基于博弈论研究信息安全的理论与方法，研究在资源有限的情况下，如何提高和优化信息系统的整体安全能力。在研究过程中，系统梳理了完全信息静态博弈、完全信息动态博弈、不完全信息静态博弈、不完全信息动态博弈、随机博弈、演化博弈等在信息安全中的研究现状，对信息安全中的攻防对抗、防御策略选取、定量安全投资、防御者相互依赖、社会最优达成等问题的博弈论建模方法进行了系统研究，分析了行动次序、不完全信息、系统状态、有限理性等因素在博弈分析中的影响。.主要研究成果有：提出了基于博弈论的信息系统安全模型，安全通信问题的博弈论分析，基于马尔可夫博弈模型对系统的系统（SoS）的信息安全机制进行博弈分析，提出基于博弈论的UC安全协议分析与设计的理论与方法，建立了基于博弈论的信息安全技术评价体系，对社交网络信息传播与用户隐私保护的博弈论分析，并针对社会网络中恶意行为进行博弈分析，从策略、管理、机制的角度从整体上提高信息系统安全而提供理论和方法。.近年来，信息安全经济学已经成为信息安全的一个重要研究领域，博弈论是研究信息安全经济学的主要的基础理论和工具之一。本项目的研究成果丰富了信息安全经济学和网络空间安全的研究内容和研究成果，对于促进网络空间安全学科建设和信息安全经济学的研究具有重要的意义。