网络物理融合下基于随机博弈的车联网网络安全可靠性分析

交通事故已经成为威胁人民生命和财产安全的社会公害之一，车联网(Internet of Vehicles, IoV)作为能够有效增加道路安全的新兴技术，在道路交通安全防控方面扮演着至关重要的角色，在广泛应用的同时也面临着严峻的网络攻击挑战.为分析IoV系统可靠性对道路安全水平的影响，设计了基于马尔可夫过程的双人随机博弈模型，将受到攻击的IoV系统分为渗透阶段、破坏阶段与主动恢复阶段，基于IoV系统受攻击后的状态转移过程，研究了攻击者和防御者之间动态交互的影响及状态之间的级联关系.将IoV系统的安全部署成本划分为相互依赖的网络层和物理层两部分，在无法完全了解模型参数的情况下通过Minimax-Q算法预测攻击者行为，探究防御成功率与网络安全部署成本对攻击者策略的影响，评价了不同攻击策略下的系统可靠性(车辆系统平均失败时间、车辆系统稳态可用性和道路信息稳态机密性),并构建了车联网环境下的道路交通安全综合指标，探析了IoV系统网络安全对道路交通安全水平的影响.研究结果表明：(1)在渗透阶段，相比于网络层，物理层安全部署成本的变化对攻击策略的影响更为显著，在破坏阶段则呈相反趋势.(2)在应用受损状...