Deception is a crucial tool in the cyberdefence repertoire, enabling defenders to leverage their informational advantage to reduce the likelihood of successful attacks. One way deception can be employed is through obscuring, or masking, some of the information about how systems are configured, increasing attacker's uncertainty about their targets. We present a novel game-theoretic model of the resulting defender-attacker interaction, where the defender chooses a subset of attributes to mask, while the attacker responds by choosing an exploit to execute. The strategies of both players have combinatorial structure with complex informational dependencies, and therefore even representing these strategies is not trivial. First, we show that the problem of computing an equilibrium of the resulting zero-sum defender-attacker game can be represented as a linear program with a combinatorial number of system configuration variables and constraints, and develop a constraint generation approach for solving this problem. Next, we present a novel highly scalable approach for approximately solving such games by representing the strategies of both players as neural networks. The key idea is to represent the defender's mixed strategy using a deep neural network generator, and then using alternating gradient-descent-ascent algorithm, analogous to the training of Generative Adversarial Networks. Our experiments, as well as a case study, demonstrate the efficacy of the proposed approach.


翻译:在网络防御中,欺骗是一种至关重要的工具,使维权者能够利用信息优势来减少袭击成功的可能性。一种可以使用欺骗的方法是蒙蔽或遮掩一些关于系统配置的信息,增加攻击者对其目标的不确定性。我们展示了由此产生的维权者-攻击者互动的游戏理论新模式,维权者选择了一组特征来掩盖,而攻击者则选择了一个机会来执行。两个玩家的战略都有复杂的信息依赖性的组合结构,因此,甚至代表这些战略也并非微不足道。首先,我们表明,对由此产生的零和防御者-攻击者游戏的平衡进行计算的问题可以作为一种线性程序,包含系统配置变量和制约的组合数,并开发一种解决问题的制约生成方法。接下来,我们提出了一个新的高度可伸缩的方法,通过将两个玩家的战略作为神经网络的代表来解决这些游戏。关键的想法是代表辩护人的混合战略,使用深层的内脏网络生成器,然后将我们的拟议渐变的变电算法作为测试方法。

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