[論文レビュー] Pricing and Investments in Internet Security: A Cyber-Insurance Perspective

Ranjan Pal, Leana Golubchik|arXiv (Cornell University)|Mar 8, 2011

Information and Cyber Security参考文献 16被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、インターネットセキュリティにおける最適なサイバー保険料設定および自己防御投資のためのゲーム理論的枠組みを構築し、完全保険が協力に基づく効率的投資をもたらす一方で、非協力的かつ非対称情報設定下では部分的保険が最適であることを示している。本稿は、理想および非理想状態の両方において、実現可能なサイバー保険市場の存在を確立している。

ABSTRACT

Internet users such as individuals and organizations are subject to different types of epidemic risks such as worms, viruses, spams, and botnets. To reduce the probability of risk, an Internet user generally invests in traditional security mechanisms like anti-virus and anti-spam software, sometimes also known as self-defense mechanisms. However, such software does not completely eliminate risk. Recent works have considered the problem of residual risk elimination by proposing the idea of cyber-insurance. In this regard, an important research problem is the analysis of optimal user self-defense investments and cyber-insurance contracts under the Internet environment. In this paper, we investigate two problems and their relationship: 1) analyzing optimal self-defense investments in the Internet, under optimal cyber-insurance coverage, where optimality is an insurer objective and 2) designing optimal cyber-insurance contracts for Internet users, where a contract is a (premium, coverage) pair.

研究の動機と目的

• インターネットユーザーがサイバー保険契約を受ける状況下での最適な自己防御投資のモデル化。
• リスク回避的ユーザー向けの最適（保険料、カバー範囲）サイバー保険契約の設計。
• 非対称情報が保険料設定およびユーザーのインセンティブに与える影響の分析。
• ユーザー間の協力または非協力が、全体的なネットワークセキュリティおよび投資効率に与える影響の評価。
• 単一保険会社環境における持続可能なサイバー保険市場の存在の確立。

提案手法

• ユーザーの自己防御投資意思決定をサイバー保険下で一般化した数学的モデルを構築し、効用最大化を組み込む。
• ゲーム理論的均衡分析を適用し、ユーザーのリスクタイプ（LC、HC）に基づく分離均衡契約を導出する。
• 個人的合理性およびインcentive適合性の制約を用いたラグランジュ最適化を用いて、保険会社の意思決定をモデル化する。
• リスク回避性を反映する効用関数を導入し、ユーザーの好みをモデル化し、最適なカバー範囲を導出する。
• 対称情報および非対称情報の両方のシナリオを分析し、ユーザーが契約前または契約後にリスクタイプの情報を得る場合を含む。
• 一次条件および均衡分析を通じて最適契約を導出し、一意の分離均衡の存在を示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ユーザーが完全に保険に加入し、ネットワーク環境で協力する場合、最適な自己防御投資水準は何か？
• RQ2 ユーザーのリスクタイプについて非対称情報がある状況下で、サイバー保険会社はどのように（保険料、カバー範囲）契約を設計すべきか？
• RQ3 単一保険会社環境において、持続可能なサイバー保険市場が存在する条件は何か？
• RQ4 リスクタイプ情報の有無が、自己防御投資の効率性および保険会社の利益に与える影響は何か？
• RQ5 ユーザーの協力と非協力が、セキュリティ投資および保険の結果の効率性に与える影響は何か？

主な発見

• サイバー保険市場には分離均衡が存在し、保険会社が低リスクおよび高リスクユーザーにそれぞれ異なる契約を提供する。
• 非対称情報がない状況では、完全保険が最適であり、協力的状況下で効率的な自己防御投資が実現する。
• 非協力的かつ非対称情報の設定下では、利益最大化を追求する保険会社にとって部分的保険が最適であり、高リスクユーザーの消費者余剰は低下する。
• ユーザーが契約前にリスクタイプの情報を得られる場合、非情報または契約後情報の状況と比較して、ユーザーの福祉は向上し、保険会社の利益は低下する。
• 理想および非理想状態の単一保険会社環境において、分離均衡の存在により、サイバー保険市場が非対称情報下でも存在可能である。
• モデルは、保険によりリスク露出が低下するため、自己防御投資が増加する、経済的インセンティブと整合することを証明している。