一种用于保护软件密集型系统的博弈论自适应框架
软件工程
2021-12-15 v1 计算机科学与博弈论
摘要
针对软件密集型系统的安全攻击日益猖獗，亟需新颖有效的方法以检测并响应这些攻击。作为一种有前景的途径，博弈论为建模系统与其对抗性环境之间的交互并设计可靠防御提供了分析工具。本文中，我们提出一种利用严格博弈论框架保护软件密集型系统的方法。首先，在基于组件的软件密集型系统上部署一个自适应框架，周期性监控系统以发现异常行为。提出一种基于学习的方法以检测系统组件上可能的进行中攻击并预测对组件的潜在威胁。随后，一旦检测到攻击，设计一种算法基于系统架构（其中某些组件可能已被攻陷）自动构建\emph{贝叶斯博弈}，其中系统组件被建模为博弈中的独立参与者。最后，通过求解贝叶斯博弈计算最优防御策略以实现最佳系统效用，等价于将攻击影响最小化。我们在安全领域的两个通用基准任务上进行了两组实验。此外，我们系统性地呈现了一个关于真实水处理试验台即安全水处理系统（Secure Water Treatment System）的案例研究。实验结果表明了我们方法的适用性与有效性。
引用
@article{arxiv.2112.07588,
title = {A Game-Theoretical Self-Adaptation Framework for Securing Software-Intensive Systems},
author = {Mingyue Zhang and Nianyu Li and Sridhar Adepu and Eunsuk Kang and Zhi Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.07588},
year = {2021}
}