A generalized approach to solve perfect Bayesian Nash equilibrium for practical network attack and defense

计算机科学 子对策完全均衡 纳什均衡 完整信息 贝叶斯博弈 随机博弈 正常形式游戏 数学优化 重复博弈 子对策 数理经济学 博弈论 数学 最佳反应 ε平衡
作者
Liang Liu,Lei Zhang,Shan Liao,Jiayong Liu,Zhenxue Wang
出处
期刊:Information Sciences [Elsevier BV]
卷期号:577: 245-264 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.ins.2021.06.078
摘要

To address the incomplete information dynamic network attack and defense game in practice, this paper proposes a generalized approach to solve for perfect Bayesian Nash equilibrium (BNE) for practical network attack and defense. To consider "role-shifting" in the practical network attack and defense environment, the proposed approach substitutes solving the Nash equilibrium (NE) problem with a payoff (reward) maximization problem via a profound combination between the subgame perfect NE of the complete information dynamic game and the BNE of the incomplete information static game. Furthermore, to evaluate the effectiveness of the proposed approach, a representative signaling game with specific values is examined from a theoretical perspective. Finally, a real penetration test case targeting a web server is implemented to substantiate the effectiveness of the proposed approach from a practical perspective with some visual verifications and crucial penetration codes, where the attacker successfully obtains the ROOT authority (the highest authority) of the target web server.
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