security under uncertainty: adaptive attackers are more challenging to human defenders than random attackers

الأمن في ظل عدم اليقين: يشكل المهاجمون المتكيفون تحديًا أكبر للمدافعين البشريين مقارنةً بالمهاجمين العشوائيين

Clicks: 242
ID: 211796
2017
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #852 of 1,131 articles by views in accounts of chemical research

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 1,131 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Game Theory is a common approach used to understand attacker and defender motives, strategies, and allocation of limited security resources. For example, many defense algorithms are based on game-theoretic solutions that conclude that randomization of defense actions assures unpredictability, creating difficulties for a human attacker. However, many game-theoretic solutions often rely on idealized assumptions of decision making that underplay the role of human cognition and information uncertainty. The consequence is that we know little about how effective these algorithms are against human players. Using a simplified security game, we study the type of attack strategy and the uncertainty about an attacker's strategy in a laboratory experiment where participants play the role of defenders against a simulated attacker. Our goal is to compare a human defender's behavior in three levels of uncertainty (Information Level: Certain, Risky, Uncertain) and three types of attacker's strategy (Attacker's strategy: Minimax, Random, Adaptive) in a between-subjects experimental design. Best defense performance is achieved when defenders play against a minimax and a random attack strategy compared to an adaptive strategy. Furthermore, when payoffs are certain, defenders are as efficient against random attack strategy as they are against an adaptive strategy, but when payoffs are uncertain, defenders have most difficulties defending against an adaptive attacker compared to a random attacker. We conclude that given conditions of uncertainty in many security problems, defense algorithms would be more efficient if they are adaptive to the attacker actions, taking advantage of the attacker's human inefficiencies.
تعد نظرية الألعاب نهجًا شائعًا لفهم دوافع واستراتيجيات كلٍّ من المهاجم والمدافع، فضلًا عن تخصيص الموارد الأمنية المحدودة. فعلى سبيل المثال، تستند العديد من خوارزميات الدفاع إلى حلول مستمدة من نظرية الألعاب تخلص إلى أن عشوائية الإجراءات الدفاعية تضمن عدم القابلية للتنبؤ بها، مما يفرض صعوبات أمام المهاجم البشري. ومع ذلك، غالبًا ما تعتمد العديد من حلول نظرية الألعاب على افتراضات مثالية لعملية اتخاذ القرار تُقلل من أهمية الإدراك البشري وعدم اليقين المعلوماتي. ويترتب على ذلك قلة معرفتنا بمدى فاعلية هذه الخوارزميات في مواجهة اللاعبين البشريين. وباستخدام لعبة أمنية مبسطة، نبحث في نوع استراتيجية الهجوم وحالة عدم اليقين المحيطة بها من خلال تجربة معملية يتقمص فيها المشاركون دور المدافعين ضد مهاجم مُحاكى. ويتمثل هدفنا في مقارنة سلوك المدافع البشري ضمن ثلاثة مستويات من عدم اليقين (مستوى المعلومات: يقيني، ومحفوف بالمخاطر، وغير يقيني) وثلاثة أنواع من استراتيجيات المهاجم (استراتيجية المهاجم: مينيماكس، وعشوائية، وتكيفية) في إطار تصميم تجريبي بين المجموعات. ويتحقق أفضل أداء دفاعي عندما يواجه المدافعون استراتيجية هجوم قائمة على "المينيماكس" واستراتيجية عشوائية مقارنة بالاستراتيجية التكيفية. علاوة على ذلك، عندما تكون العوائد مؤكدة، يُظهر المدافعون كفاءة في مواجهة استراتيجية الهجوم العشوائي تماثل كفاءتهم ضد الاستراتيجية التكيفية، غير أنه في حالة عدم يقين العوائد، يواجه المدافعون صعوبات أكبر في الدفاع ضد مهاجم تكيفي مقارنة بمهاجم عشوائي. ونخلص إلى أنه بالنظر إلى ظروف عدم اليقين السائدة في العديد من المشكلات الأمنية، فإن خوارزميات الدفاع ستكون أكثر كفاءة إذا ما كانت متكيفة مع إجراءات المهاجم ومستفيدة من أوجه القصور البشري لديه.
Reference Key
moisan2017frontierssecurity Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;Frédéric Moisan;Cleotilde Gonzalez
Journal accounts of chemical research
Year 2017
DOI
10.3389/fpsyg.2017.00982
URL
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpsyg.2017.00982/full
Keywords
human behavior game theory learningpsychology

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.