編輯推薦
1 以通俗易懂的方式,系統地介紹博弈論在數據安全中的應用以及基礎原理、密碼學、信息安全經濟學等相關領域的博弈分析。
2 彙集近年來基於博弈論研究數據安全的新成果,為制定正確的數據安全策略提供了寶貴的思路和參考。
3 內容深入淺出,闡述博弈論與數據安全基本理論的同時,涵蓋了博弈論與數據安全交叉融合的研究。幫助讀者快速掌握博弈論在數據安全中的應用方法。
4 系統地講解秘密共享的可公開驗證模型及博弈論分析、數據外包情況下的博弈模型、激勵相容機制和抗共謀機制以及隱私保護的博弈分析、基於資訊理論的理性委託攻防模型等前沿技術。
內容簡介
本書從博弈論基礎開始,系統地介紹了博弈論在數據安全中的應用,彙集了近年來基於博弈論研究數據安全的最新成果,重點探討了秘密共享的可公開驗證模型及博弈論分析、數據外包情況下的博弈模型、激勵相容機制和抗共謀機制以及隱私保護的博弈分析、基於資訊理論的理性委託攻防模型,為數據外包更新提出了有效策略。本書觀點新穎獨到,研究內容均為作者原創科研成果,對制定正確的數據安全策略,提高數據安全保障能力具有重要的參考價值。
本書概念清晰、結構合理、內容深入淺出、通俗易懂,不僅闡述了博弈論與數據安全的基本理論,同時涵蓋了博弈論與數據安全交叉融合的最新研究成果。本書可作為高等院校網路與信息安全研究生的教學參考書,也可作為數據委託和雲計算領域的相關技術人員的參考書。
作者簡介
田有亮,青年長江學者、貴州大學教授、博士生導師、一流學科特聘教授、軟體工程博士點負責人,貴州省省管專家、貴州省拔尖人才、貴州省百層次創新人才,公共大數據國家重點實驗室(籌)學術帶頭人、貴州大學密碼學與數據安全研究所副所長、中國計算機學會區塊鏈專業委員會委員、中國密碼學會安全協議專委會委員、中國人工智能學會青年論壇西南論壇副主席、ACM中國重慶分會執行委員會副主席、《通信學報》、《網路與信息安全學報》編委。主持多項國家級、省部級基金項目,先後獲貴州省科技獎科技進步二等獎、貴州省科技獎自然科學二等獎。
目錄
目 錄
第 1章 博弈論理論 1
1 1 博弈論的定義及分類 1
1 2 納什均衡 2
1 2 1 納什均衡的定義 2
1 2 2 納什均衡的存在性 3
1 3 序貫均衡 3
1 4 斯塔克爾伯格均衡 4
1 4 1 斯塔克爾伯格均衡的定義 4
1 4 2 斯塔克爾伯格博弈均衡點的存在性 5
1 5 勢博弈 5
1 5 1 勢博弈的定義 5
1 5 2 勢博弈的性質 6
1 6 擴展式博弈 7
參考文獻 7
第 2章 密碼學理論技術 9
2 1 理論安全(無條件安全)與計算安全 9
2 2 全同態加密 10
2 3 混淆電路 10
2 4 秘密共享 12
2 4 1 Shamir秘密共享 12
2 4 2 理性秘密共享 13
2 4 3 安全多方計算 13
2 5 雙線性對 15
2 6 Pedersen承諾 15
2 7 語義安全 16
參考文獻 17
第3章 可驗證秘密共享方案 18
3 1 方案描述 18
3 2 正確性與安全性分析 19
3 3 秘密共享體制的博弈論分析 22
3 3 1 秘密分發者效用分析 22
3 3 2 秘密分發階段參与者的效用分析 23
3 3 3 秘密重構階段參与者的效用分析 23
3 4 秘密分發協議的博弈論分析 23
3 4 1 秘密分發博弈 23
3 4 2 理性秘密分發機制 25
3 4 3 秘密重構博弈 27
3 4 4 理性秘密重構機制 28
參考文獻 30
第4章 可公開驗證秘密共享方案 31
4 1 問題引入 31
4 2 方案描述 32
4 3 方案分析 33
4 3 1 正確性分析 33
4 3 2 安全性分析 34
4 3 3 性能分析 37
參考文獻 38
第5章 激勵相容的理性秘密共享方案 39
5 1 問題引入 39
5 2 囚徒困境 39
5 2 1 系統模型 40
5 2 2 問題描述 40
5 3 激勵機制 43
5 3 1 ICRSS 43
5 3 2 合約內容 44
5 3 3 博弈與分析 46
5 4 實驗模擬 52
5 4 1 安全分析 52
5 4 2 合約函數 52
參考文獻 54
第6章 基於分組的理性秘密共享方案 56
6 1 參數假設 56
6 2 可選策略集合和信念系統 56
6 3 方案介紹 57
6 3 1 秘密共享階段 57
6 3 2 秘密重構階段 58
6 4 方案分析 59
6 4 1 正確性分析 59
6 4 2 安全性分析 60
6 4 3 貝葉斯均衡分析 61
6 5 性能對比 62
參考文獻 62
第7章 常數輪公平理性秘密共享方案 64
7 1 參數假設 64
7 2 懲罰機制 64
7 3 方案介紹 65
7 3 1 秘密共享階段 65
7 3 2 秘密重構階段 66
7 4 方案分析 67
7 4 1 正確性分析 67
7 4 2 安全性分析 67
7 4 3 公平性分析 68
7 4 4 納什均衡分析 69
7 5 性能對比 70
參考文獻 70
第8章 基於全同態加密的可公開驗證理性秘密共享方案 72
8 1 方案描述 72
8 2 方案分析 74
8 2 1 正確性分析 74
8 2 2 安全性分析 74
8 2 3 輪複雜度分析 75
8 2 4 抗共謀性分析 76
8 3 性能對比 77
參考文獻 78
第9章 基於全同態加密的理性委託計算協議 80
9 1 問題引入 80
9 2 委託計算博弈模型 81
9 2 1 參与者集合 81
9 2 2 外生隨機變數 81
9 2 3 策略集合 82
9 2 4 支付函數 82
9 2 5 風險規避 83
9 2 6 期望效用函數 83
9 2 7 總期望效用 84
9 3 理性委託計算協議 85
9 3 1 初始化階段 85
9 3 2 委託計算和承諾階段 85
9 3 3 驗證和支付階段 86
9 4 協議分析 87
9 4 1 安全性分析 87
9 4 2 正確性分析 87
9 4 3 模擬模擬 88
參考文獻 89
第 10章 可證明安全的理性委託計算協議 91
10 1 問題引入 91
10 2 理性委託計算演算法 92
10 3 理性委託計算博弈模型及安全模型 93
10 3 1 博弈模型分析 93
10 3 2 安全模型分析 95
10 4 理性委託計算協議構造 95
10 5 安全性分析 97
10 6 性能分析 99
參考文獻 99
第 11章 基於博弈論與資訊理論的理性委託計算協議 102
11 1 問題引入 102
11 2 博弈模型分析 103
11 2 1 參与者集合 104
11 2 2 信息集 104
11 2 3 可選策略集合 105
11 2 4 效用函數 105
11 3 理性委託計算協議 106
11 3 1 協議參數 106
11 3 2 初始化階段 107
11 3 3 委託計算階段 107
11 3 4 參与者能力極限 107
11 3 5 支付階段 109
11 4 協議分析 110
參考文獻 112
第 12章 理性委託計算的最優攻防策略 114
12 1 問題引入 114
12 2 博弈模型設計 115
12 3 理性委託計算的攻防模型 117
12 3 1 計算方攻擊能力極限 118
12 3 2 計算方防禦能力極限 120
12 3 3 委託方攻擊能力極限 122
12 3 4 委託方防禦能力極限 124
12 4 理性委託計算協議分析 126
12 4 1 委託計算納什均衡 127
12 4 2 委託計算最優攻防策略 128
12 5 委託計算攻防策略模擬實驗 129
12 6 理性委託計算協議分析 132
參考文獻 133
第 13章 基於門限秘密共享的理性委託計算協議 136
13 1 問題引入 136
13 2 通道模型 137
13 3 理性委託計算攻防能力 138
13 3 1 攻防模型 138
13 3 2 攻防能力分析 143
13 4 基於門限加密的安全理性委託計算協議 144
13 4 1 委託計算基本演算法 144
13 4 2 理性委託計算協議構造 145
13 5 協議分析 146
13 5 1 均衡分析 146
13 5 2 正確性 147
13 5 3 安全性 148
13 5 4 性能分析 149
參考文獻 150
第 14章 基於序貫均衡理論的理性委託計算協議 152
14 1 問題引入 152
14 2 博弈模型 153
14 2 1 擴展式博弈 154
14 2 2 序貫均衡 155
14 3 理性委託計算分析 156
14 3 1 問題分析 156
14 3 2 協議參數 156
14 4 計算方與委託方——公平委託協議 157
14 4 1 協議構造 157
14 4 2 均衡分析 159
14 5 委託方與計算方——囚徒協議 160
14 5 1 協議構造 160
14 5 2 均衡分析 162
14 6 協議分析 164
14 6 1 正確性分析 164
14 6 2 性能分析 164
參考文獻 165
第 15章 激勵相容的理性委託計算方案 167
15 1 問題引入 167
15 2 制衡博弈 168
15 2 1 ICRDC 168
15 2 2 制衡合約 170
15 2 3 制衡博弈與分析 172
15 3 共謀博弈 176
15 3 1 共謀合約 176
15 3 2 共謀博弈與分析 177
15 4 誣陷博弈與背叛博弈 180
15 4 1 背叛合約 180
15 4 2 誣陷博弈與分析 181
15 4 3 背叛博弈與分析 185
15 5 性能分析 190
15 5 1 安全分析 190
15 5 2 合約函數 190
15 5 3 合約開銷 192
15 6 委託開銷 193
15 6 1 分析 193
15 6 2 最低委託開銷 194
參考文獻 196