资源受限网络中的动态入侵检测
系统与控制
2011-12-02 v1 动力系统
最优化与控制
摘要
我们考虑一个包含 N 个组件（如路径、服务器、子网）的大规模网络。每个组件处于正常状态（0）或异常状态（1）。由于随机入侵，每个组件的状态随时间按照某种随机过程从 0 转移至 1。在每个时刻，检查 K（K < N）个组件构成的子集，并修复观测到处于异常状态的组件。目标是设计入侵检测的最优调度，以最小化由所有异常组件造成的长期网络成本。我们将该问题表述为一类特殊的 Restless Multi-Armed Bandit (RMAB) 过程。一般 RMAB 受到维度灾难（PSPACE-hard）的困扰，且数值方法通常不适用。我们证明，对于此类 RMAB，Whittle 指数存在并可获得闭式解，从而实现了具有优异性能的低复杂度 Whittle 指数策略。对于同质组件，Whittle 指数策略被证明具有简单结构，且不需要任何关于入侵过程的先验知识。基于此结构，进一步证明 Whittle 指数策略在任意长度的有限时间跨度上是最优的。除入侵检测外，这些结果还可应用于具有有限大小缓冲区的排队网络。
引用
@article{arxiv.1112.0101,
title = {Dynamic Intrusion Detection in Resource-Constrained Cyber Networks},
author = {Keqin Liu and Qing Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.0101},
year = {2011}
}
备注
9 pages, 5 figures