基础设施设施的安全防护：主动防御何时奏效？

由于支撑其运行的网络物理组件存在漏洞，基础设施系统正日益面临新的安全威胁。本文研究基础设施运营者（防御方）应如何优先投资保护一组设施，以降低能够攻击某一设施从而增加系统总体使用成本的策略性对手（攻击方）所造成的影响。我们采用博弈论方法对防御方—攻击方交互建模，并研究两种模型：正态博弈——双方同时行动；序贯博弈——攻击方在观察到防御方策略后行动。对每种模型，我们完整刻画了防御方在均衡中保护的设施集合如何随攻击与防御成本变化。重要的是，我们的分析给出了一个关于成本参数的明确条件，在此条件下防御方具有先动优势。具体而言，我们表明，为完全阻止攻击方 targeting 任何设施，防御方需要以适当的努力水平主动保护所有“脆弱设施”。我们在简单交通网络上说明了攻击方—防御方交互的结果。我们还提出了一种动态学习设定，以理解该结果如何影响不完全信息用户在攻击后阶段使用系统的决策能力。