论文部分内容阅读
有关供给系统网络中关键设施防御保护的研究,主要关注三个方面的问题:(1)设施选址,即如何确定初始网络;(2)识别关键设施,即在现有网络中,哪一个或几个设施点中断对整个系统运行造成的损失最大,该设施点即为关键设施;(3)分配有限的防御保护资源,由于现实社会中,防御保护资源总是有限的,不可能保护系统内的所有设施点,那么如何分配有限的防御资源,使得系统遭到攻击后,整体运行代价最小,以达到资源的优化配置。 本文将复杂的供给系统简化为一个由若干设施点、若干需求点和特定服务路径组成的一般网络,采用P-中值模型进行设施选址,从而得到初始网络,在此基础上,进行关键设施的防御保护研究。 将供给系统网络的管理者称为防御方,随机和蓄意攻击称为破坏方,使用Stackelberg博弈分析防御方和破坏方的关系。首先,防御方作为上级,在对破坏方进行分析和预测后,事先确定防御策略,最小化系统受到攻击后的运行代价。破坏方作为下级,对防御策略打探了解后,确定攻击策略,最大化网络受到攻击后的运行代价。本文用需求点和设施点之间的加权距离之和表示网络运行代价。 本文提出了一种新的防御资源和破坏资源的量化方法,即将有限的防御资源量化为防御单元的个数,可在一个设施点处布置一个或几个防御单元,将有限的破坏资源量化为攻击的次数,可对一个设施点进行一次或几次攻击。并考虑了单个防御单元成功拦截一次攻击的概率,以及设施点遭到攻击中断后,原由它服务的需求点变更设施点时产生的额外费用消耗,建立了基于R-中断的关键设施防御保护模型。并进行了算例分析,通过对比无防御时的最佳攻击策略和防御方和破坏方博弈后的最佳防御策略,进一步证明了本文研究的科学性和必要性。此外,计算结果还表明考虑防御成功概率和变更设施点时的额外消耗这两个参数,均能有效影响防御方最佳防御策略的制定:防御成功概率的大小决定了是追求最大化保护设施的个数,还是将有限防御资源集中到少数关键设施点上;额外消耗这一参数导致了最佳防御策略的调整。这对现实网络的管理者有一定的指导意义。