面向智慧城市中感知相互依赖的信息物理系统安全的 Colonel Blotto 博弈
计算机科学与博弈论
2017-07-18 v1 信息论
系统与控制
math.IT
摘要
智慧城市必须整合多个相互依赖的信息物理系统，这些系统以协调的方式运行以改善城市居民的福祉。信息物理系统（CPS）是控制物理实体的计算元素系统。大规模 CPS 更容易受到攻击，因为信息物理间的相互依赖性可能导致级联故障，从而对城市产生重大的有害影响。本文提出了一种新方法，用于分析在相互依赖的 CPS 的各个网络组件上分配安全资源（如防火墙和反恶意软件）以保护系统免受即将发生的攻击的问题。该问题被表述为一个 Colonel Blotto 博弈，其中攻击者寻求分配其资源以攻破 CPS，而防御者选择如何分配其资源以抵御潜在攻击。为了评估防御和攻击的效果，考虑了各种 CPS 因素，包括人与 CPS 的交互以及 CPS 的物理和拓扑特性，如互连的流量和容量以及最小路径算法。结果表明，在攻击者未意识到 CPS 相互依赖性的情况下，与攻击者拥有完全信息的情况相比，防御者可以获得更高的收益。结果还表明，在节点更具对称性的情况下，由于相互依赖性，防御者在均衡状态下实现了其最高收益，而相比之下，独立且非对称节点的情况则不然。
引用
@article{arxiv.1705.08338,
title = {A Colonel Blotto Game for Interdependence-Aware Cyber-Physical Systems Security in Smart Cities},
author = {Aidin Ferdowsi and Walid Saad and Behrouz Maham and Narayan B. Mandayam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.08338},
year = {2017}
}