[论文解读] Cyber Insurance.

Quanyan Zhu|arXiv (Cornell University)|Sep 30, 2018

Network Security and Intrusion Detection参考文献 49被引用 4

一句话总结

本文提出了一种基于主-agent博弈论的网络保险模型，通过根据用户安全投入设计保费和保障机制，实现保险公司与用户之间的激励对齐。该模型将网络攻击行为（如拒绝服务攻击和数据泄露）整合进框架，表明保障范围应根据威胁类型进行调整，以反映财务损失和声誉损害。

ABSTRACT

This chapter will first present a principal-agent game-theoretic model to capture the interactions between one insurer and one user. The insurer is deemed as the principal who does not have incomplete information about user's security policies. The user, which refers to the infrastructure operator or the customer, implements his local protection and pays a premium to the insurer. The insurer designs an incentive compatible insurance mechanism that includes the premium and the coverage policy, while the user determines whether to participate in the insurance and his effort to defend against attacks. The chapter will also focus on an attack-aware cyber insurance model by introducing the adversarial behaviors into the framework. The behavior of an attacker determines the type of cyber threats, e.g. denial of service (DoS) attacks, data breaches, phishing and spoofing. The distinction of threat types plays a role in determining the type of losses and the coverage policies. The data breaches can lead to not only financial losses but also damage of the reputations. The coverage may only cover certain agreed percentage of the financial losses.

研究动机与目标

• 建立保险公司（委托人）与用户（代理人）在网络安全保险背景下，基于安全策略信息不对称的战略互动模型。
• 设计一种激励相容的保险机制，使用户的网络安全投入与保险公司的风险暴露相一致。
• 将攻击行为（如拒绝服务攻击、数据泄露、网络钓鱼和欺骗）整合进保险框架，以反映不同威胁类型的差异。
• 确定保障结构应如何根据威胁类型进行设计，特别是针对财务损失与声誉损害。
• 分析不同网络威胁如何影响保费与保障比例的设计。

提出的方法

• 构建一个主-agent博弈论模型，其中保险公司设定保费与保障政策，用户选择参与与否及努力水平。
• 将攻击者行为作为威胁类型决定因素，包括拒绝服务攻击、数据泄露、网络钓鱼和欺骗。
• 对特定威胁造成的损失进行建模，区分财务损失与声誉损害。
• 设计仅覆盖约定财务损失指定百分比的保障政策，具体取决于威胁类型。
• 使用激励相容约束，确保用户为防御攻击付出最优努力。
• 分析威胁类型如何影响保险机制的结构，包括保费与保障比例。

实验结果

研究问题

• RQ1 当保险公司缺乏用户安全策略的完整信息时，应如何设计激励相容的保险机制？
• RQ2 不同类型的网络威胁（如拒绝服务攻击与数据泄露）如何影响网络保险政策的结构？
• RQ3 声誉损害在决定网络保险的保障与保费设计中起什么作用？
• RQ4 应如何根据网络威胁类型确定保障比例？
• RQ5 攻击行为以何种方式影响网络保险合同的最优设计？

主要发现

• 该模型表明，保障应根据网络威胁类型进行定制，尤其需区分财务损失与声誉损害。
• 数据泄露同时造成财务损失与声誉损害，因此需要比纯财务模型更细致的保障设计。
• 保障范围仅限于约定财务损失的指定百分比，表明未假设完全损失补偿。
• 保险公司的机制必须考虑攻击者行为，以确保用户安全投入的激励得到正确对齐。
• 威胁类型显著影响保费与保障的设计，不同威胁需采用不同的风险缓解结构。