[论文解读] Security Pricing as an Enabler of Cyber-Insurance: A First Look at Differentiated Pricing Markets

Ranjan Pal, Leana Golubchik+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 2016

Information and Cyber Security参考文献 17被引用 9

一句话总结

本文提出了一种共生市场机制，安全厂商利用网络安全保险数据，根据客户的安全投入水平和网络中心度（Bonacich中心度）实施差异化定价，使厂商在垄断市场中利润最高可提升25%，在寡头市场中提升18%，同时公平分配收益给保险公司，以提升网络安全保险的可行性。

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.

研究动机与目标

• 解决网络安全保险服务可行性低的问题，原因在于保险公司利润不足以及客户缺乏投资安全的激励。
• 探索安全厂商（SVs）与网络安全保险机构之间建立共生关系，以创建一个盈利性高、差异化定价的安全产品市场。
• 设计计算高效的定价机制，使安全厂商能够结合客户的安全投入水平和网络位置（通过Bonacich中心度表示）。
• 确保差异化定价在不不公平地损害客户利益的前提下提升厂商利润，基于总投入水平实现公平性。
• 通过在真实网络拓扑上的仿真验证理论模型，展示实际可行性与性能提升。

提出的方法

• 提出一种新颖的面向消费者的差异化定价机制，供安全厂商使用，其关键输入包括：客户的安全投入水平及其在通信网络中的Bonacich中心度。
• 将市场建模为一个博弈论框架，涉及安全厂商（垄断或寡头）与保险机构，目标为利润最大化。
• 使用半定规划（SDP）松弛法求解定价模型中出现的二元二次优化问题，实现高效计算。
• 应用[26]中的随机化舍入算法，实现对最优解的0.878保证近似比，确保接近最优的定价决策。
• 在理性输入假设下，为定价问题推导出可证明的近似保证，确保计算可行性与鲁棒性。
• 通过在真实世界类似网络拓扑上的大规模仿真验证模型，测量不同市场结构下利润增长与公平性指标。

实验结果

研究问题

• RQ1 安全厂商能否通过基于客户安全投入水平和网络中心度的差异化定价实现更高利润？
• RQ2 通过Bonacich中心度体现的网络结构因素，如何影响安全产品定价的盈利性与公平性？
• RQ3 在共生市场模型中，网络安全保险机构在与安全厂商共享客户安全数据方面，能获得多大程度的收益？
• RQ4 所提出的定价机制在利润提升与近似质量方面的理论与实际性能边界是什么？
• RQ5 所提出的差异化定价机制是否基于客户的总安全投入水平对客户公平？

主要发现

• 在垄断市场中，安全厂商通过基于客户安全投入水平和网络中心度的差异化定价，可将利润边际最高提升约25%。
• 在寡头市场中，安全厂商通过相同的差异化定价机制，可实现最高约18%的利润边际提升。
• 所提出的定价机制对客户公平，因为定价反映了每个客户所作的总安全投入，避免了不合理的负担。
• 采用半定松弛与随机化舍入方法，为最优定价解提供了0.878的可证明近似保证，确保计算效率与解的质量。
• 在真实网络拓扑上的仿真验证了理论收益，并展示了所提市场机制的实际可行性。
• 该框架具有可扩展性，可推广至更广泛的应用场景，为安全产品定价与风险管理提供基础支持。