江蘇師范大學王淑良獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉江蘇師范大學申請的專利一種基于節點重要性的網絡攻防博弈模型構建方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115941235B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211039767.6,技術領域涉及:H04L9/40;該發明授權一種基于節點重要性的網絡攻防博弈模型構建方法是由王淑良;孫靜雅;張建華;董琪琪設計研發完成,并于2022-08-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于節點重要性的網絡攻防博弈模型構建方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種基于節點重要性的網絡攻防博弈模型構建方法,采用多屬性決策理論識別關鍵節點,通過四種常用節點評價指標利用集合熵權法的理想解距法得到綜合性的節點評價指標;將該指標用于復雜網絡的攻防模型中,利用節點的重要性排序部署防御性資源,達到網絡防御的目的;基于博弈論,建立復雜網絡中的攻防博弈模型;通過提出的基于節點重要性的網絡攻防博弈模型可以找到關鍵節點,并在高重要度的節點上投入資源通過博弈論的求解找到最優的資源部署,達到資源的有效利用和網絡的保護。
本發明授權一種基于節點重要性的網絡攻防博弈模型構建方法在權利要求書中公布了:1.一種基于節點重要性的網絡攻防博弈模型構建方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟S1、復雜網絡的攻防模型建模: 網絡基礎設施系統采用簡單的無向圖來表示,其中是節點集,是邊集; 節點數用表示,假設是的鄰接矩陣,如果節點和相鄰,則有,否則; 節點的度數為,等于與其相連的邊的數目; 步驟S2、關鍵節點識別: 通過度中心性、介數中心性、接近中心性和特征向量中心性四種節點評價指標得到評價初始矩陣,再根據基于熵權法的理想解距法計算節點的重要性,得到綜合的評價指標; 將得到綜合的評價指標用于復雜網絡的攻防模型中,利用節點的重要性排序部署防御性資源,達到網絡防御的目的; 步驟S3、復雜網絡的攻防博弈模型建模: 基于博弈論,建立復雜網絡的攻防博弈模型,復雜網絡的攻防博弈模型包括模型的基本假設模型、成本模型、策略模型和收益模型; 所述步驟S3中成本模型為: 攻擊方的目的是通過攻擊網絡中的節點達到網絡破壞的最大化,防御方通過對節點的資源投入保護節點使得消耗資源最少,但是不論是攻擊還是防御,針對節點采取措施必然會消耗一定的資源或者付出一定的代價,即: (15) 其中,表示節點的參考屬性,為節點的重要性,、表示節點的攻擊成本和防御成本,其中表示攻擊、防御成本敏感參數; 在實際的場景中,對于資源的利用并不是無限制的,為了達到資源的有效使用以及準確高效地攻擊、防御節點,定義為: (16) 其中是攻擊成本約束參數,是防御成本約束參數,參數和表示玩家可以為他們的行為投入多少資源,隨著的增加,在采取相同的攻擊策略時,攻擊者可以攻擊的目標變多,在的極端情況下,攻擊者可以攻擊所有目標; 所述步驟S3中策略模型為: 假設是被攻擊的節點集,攻擊策略定義,其中是攻擊者的策略集,如果節點受到攻擊,則,即,否則,設為攻擊方采取策略時的總成本,定義為: (17) 因此,資源預算限制為: (18) 對于理性的攻擊者來說,攻擊絕對不是一次性的事件,最好的結果自然是一擊即中,但是基于實際防御方的理性防御,這種極端情況基本上不會出現,所以為了保證每一次的攻擊達到資源的有效利用,并考慮攻擊失敗后仍有剩余資源可進行下一次攻擊,即定義攻擊者的攻擊節點的數目限制為: (19) 同理,表示節點受到防御,對于防御者在策略下的總成本為: (20) 資源預算限制為: (21) 除了資源預算的限制,對于處于弱勢并且需要保證網絡正常運行的防御方來說,一些至關重要的目標必須考慮資源的投入以及必要數量的節點被保護,所以最少保護的節點數量定義為: (22)。
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