一种用于安全且弹性基础设施网络战略设计的动态博弈方法

基础设施网络易受网络与物理攻击。构建安全且具弹性的网络系统对于提供可靠与可信赖的服务至关重要。为此，我们建立了一个双人三阶段博弈框架，以刻画基础设施防护与恢复阶段中的动态过程。具体而言，基础设施网络设计者的目标是在攻击前后保持网络的连通性，而对手则旨在通过破坏一组链路使网络断开。在创建与移除链路均存在成本的情况下，两名参与者力求在最大化自身效用的同时最小化成本。本文中，我们运用子博弈完美均衡（SPE）的概念来刻画网络防御者与攻击者的最优策略。我们依据系统参数显式地推导出了SPE。我们进一步研究了防御者的弹性规划与攻击者的战略性攻击时机。最后，我们以无人机赋能的灾害恢复通信网络为例证，对所获得的分析结果进行了验证。