硬件木马检测博弈：一种前景理论方法
信息论
2017-03-23 v1 密码学与安全
计算机科学与博弈论
math.IT
摘要
近年来，将集成电路（IC）制造外包给海外代工厂呈指数级增长。鉴于 IC 在车辆系统及其他现代工程设计的控制和运行中起着关键作用，这种海外外包带来了严重的安全威胁，因为存在插入硬件木马的可能性——这种恶意设计一旦被激活，会导致极其有害的后果。本文提出了一种新颖的博弈论框架，用于分析作为攻击者的硬件制造商与作为防御者的 IC 测试设施之间的交互。该问题被表述为非合作博弈，其中攻击者必须决定其插入的木马类型，同时考虑检测惩罚以及木马造成的损害。同时，资源受限的防御者必须决定最佳测试策略，以优化其考虑了损害和罚款的总效用。所提出的博弈基于前景理论（PT）的稳健行为框架，能够捕捉攻击者和防御者决策中潜在的不确定性、风险和非理性行为。对于标准理性期望效用（EUT）情形和 PT 情形，提出了一种基于虚拟博弈的新算法，并证明其收敛于混合策略纳什均衡。在一个说明性案例研究中，推导了 EUT 和 PT 的详尽解析结果，以研究所达均衡的性质以及关键系统参数（如防御者设定的罚款）的影响。仿真结果评估了所提框架在 EUT 和 PT 下的性能，并表明使用 PT 将为所提硬件木马博弈乃至一般系统安全的结果提供宝贵见解。
引用
@article{arxiv.1703.07499,
title = {Hardware Trojan Detection Game: A Prospect-Theoretic Approach},
author = {Walid Saad and Anibal Sanjab and Yunpeng Wang and Charles Kamhoua and Kevin Kwiat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.07499},
year = {2017}
}
备注
IEEE Transactions on Vehicular Technology