[논문 리뷰] Security Pricing as an Enabler of Cyber-Insurance: A First Look at Differentiated Pricing Markets

Ranjan Pal, Leana Golubchik외 2명|arXiv (Cornell University)|2016. 07. 09.

Information and Cyber Security참고 문헌 17인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 보안 벤더가 고객의 보안 투자 수준과 네트워크 중심성(Bonacich 중심성)을 기반으로 차별화된 가격 정책을 수립할 수 있도록 하는 상호보완적 시장 메커니즘을 제안한다. 이로 인해 독점 시장에서는 수익률을 최대 약 25%까지, 올리고폴리 시장에서는 최대 약 18%까지 증가시킬 수 있으며, 보험사의 이익을 공정하게 배분하여 사이버 보험의 지속 가능성도 향상시킨다.

ABSTRACT

Despite the promising potential of network risk management services (e.g., cyber-insurance) to improve information security, their deployment is relatively scarce, primarily due to such service companies being unable to guarantee profitability. As a novel approach to making cyber-insurance services more viable, we explore a symbiotic relationship between security vendors (e.g., Symantec) capable of price differentiating their clients, and cyber-insurance agencies having possession of information related to the security investments of their clients. The goal of this relationship is to (i) allow security vendors to price differentiate their clients based on security investment information from insurance agencies, (ii) allow the vendors to make more profit than in homogeneous pricing settings, and (iii) subsequently transfer some of the extra profit to cyber-insurance agencies to make insurance services more viable. oindent In this paper, we perform a theoretical study of a market for differentiated security product pricing, primarily with a view to ensuring that security vendors (SVs) make more profit in the differentiated pricing case as compared to the case of non-differentiated pricing. In order to practically realize such pricing markets, we propose novel and \emph{computationally efficient} consumer differentiated pricing mechanisms for SVs based on (i) the market structure, (ii) the communication network structure of SV consumers captured via a consumer's \emph{Bonacich centrality} in the network, and (iii) security investment amounts made by SV consumers.

연구 동기 및 목표

• 보험사의 수익성이 부족하고, 고객이 보안에 투자할 동기가 부족한 탓에 사이버 보험 서비스의 낮은 지속 가능성 문제를 해결하기 위해.
• 보안 벤더(SVs)와 사이버 보험 기관 간의 상호보완적 관계를 탐색하여 보안 제품에 대한 수익성 있고 차별화된 가격 정책 시장 구축을 위해.
• 고객의 보안 투자 수준과 네트워크 내 위치(보통 중심성으로 표현됨)를 고려한 계산 효율적인 가격 설정 메커니즘을 설계하기 위해.
• 차별화된 가격 정책이 고객에게 불공정한 불이익을 주지 않으며, 총 투자 수준에 기반한 공정성을 확보하기 위해.
• 실제 네트워크 구조를 반영한 시뮬레이션을 통해 이론적 모델을 검증하고, 실용적 타당성과 성능 향상을 입증하기 위해.

제안 방법

• 고객의 보안 투자 수준과 커뮤니케이션 네트워크 내 Bonacich 중심성 정보를 활용하는 새로운 소비자 기반의 가격 정책 메커니즘을 제안한다.
• 보안 벤더(SVs, 독점 또는 올리고폴리 시장)와 보험 기관 간의 게임 이론적 설정을 모델링하며, 수익 극대화를 목적으로 한다.
• 가격 설정 모델에서 발생하는 이진 정수 2차 최적화 문제를 해결하기 위해 준정형계획(SDP) 근사 기법을 적용하여 효율적인 계산을 가능하게 한다.
• 문헌 [26]의 무작위 라운딩 알고리즘을 적용하여 최적 해에 대해 0.878의 보장된 근사 비율을 확보함으로써 근사 최적의 가격 결정을 보장한다.
• 합리적인 입력 조건 하에서 가격 설정 문제에 대해 증명 가능한 근사 보장을 도출함으로써 계산의 타당성과 견고성을 확보한다.
• 실제 세계 유사 네트워크 구조에서의 광범위한 시뮬레이션을 통해 모델을 검증하고, 다양한 시장 구조에서 수익 증대와 공정성 지표를 측정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 보안 벤더가 고객의 보안 투자 수준과 네트워크 중심성을 기반으로 가격을 차별화함으로써 더 높은 수익을 올릴 수 있는가?
• RQ2 Bonacich 중심성을 통한 네트워크 구조의 통합이 보안 제품 가격의 수익성과 공정성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 상호보완적 시장 모델에서 사이버 보험 기관이 고객의 보안 데이터를 보안 벤더와 공유함으로써 얼마나 많은 이익을 볼 수 있는가?
• RQ4 이론적 및 실용적 성능 한계로서 제안된 가격 설정 메커니즘의 수익 증대 및 근사 품질 측면에서의 성능은 어떠한가?
• RQ5 고객의 총 보안 투자 수준에 기반하여 제안된 차별화된 가격 정책이 고객에게 공정한가?

주요 결과

• 독점 시장에서는 보안 벤더가 고객의 보안 투자 수준과 네트워크 중심성을 기반으로 한 차별화된 가격 정책을 통해 수익률을 최대 약 25%까지 높일 수 있다.
• 올리고폴리 시장에서는 동일한 차별화된 가격 정책 메커니즘을 통해 수익률을 최대 약 18%까지 향상시킬 수 있다.
• 제안된 가격 정책 메커니즘은 고객 간에 공정하며, 각 고객의 총 보안 투자 수준을 반영하여 과도한 부담을 방지한다.
• 준정형계획(SDP) 근사와 무작위 라운딩 기법을 활용하여 최적 가격 결정에 대해 0.878의 보장된 근사 비율을 확보함으로써 계산 효율성과 해의 품질을 보장한다.
• 실제 네트워크 구조를 반영한 시뮬레이션을 통해 이론적 성과를 확인하고, 제안된 시장 메커니즘의 실용적 타당성을 입증한다.
• 이 프레임워크는 특정 사용 사례를 초월해 일반화 가능하며, 보안 제품 가격 설정 및 리스크 관리 분야에 넓은 적용 기반을 제공한다.