論文の概要: Co-evolutionary Dynamics of Attack and Defence in Cybersecurity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.19338v1
• Date: Sun, 25 May 2025 22:11:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-27 16:58:43.059242
• Title: Co-evolutionary Dynamics of Attack and Defence in Cybersecurity
• Title（参考訳）: サイバーセキュリティにおける攻撃と防御の共進化ダイナミクス
• Authors: Adeela Bashir, Zia Ush Shamszaman, Zhao Song, The Anh Han,
• Abstract要約: 本研究では,サイバー空間における攻撃と防御の進化力学を研究するために,進化ゲーム理論の枠組みを用いる。 高い防御強度を持つシステムは最小攻撃周波数で安定を示すのに対し、低防御環境は不安定であり、攻撃に対して脆弱である。 分析の結果,EGTに基づく適応型サイバーセキュリティ戦略は,資源割り当てを改善し,システムのレジリエンスを高め,サイバー攻撃の全体的なリスクを低減することが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.949437760740007
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the evolving digital landscape, it is crucial to study the dynamics of cyberattacks and defences. This study uses an Evolutionary Game Theory (EGT) framework to investigate the evolutionary dynamics of attacks and defences in cyberspace. We develop a two-population asymmetric game between attacker and defender to capture the essential factors of costs, potential benefits, and the probability of successful defences. Through mathematical analysis and numerical simulations, we find that systems with high defence intensities show stability with minimal attack frequencies, whereas low-defence environments show instability, and are vulnerable to attacks. Furthermore, we find five equilibria, where the strategy pair always defend and attack emerged as the most likely stable state as cyber domain is characterised by a continuous battle between defenders and attackers. Our theoretical findings align with real-world data from past cyber incidents, demonstrating the interdisciplinary impact, such as fraud detection, risk management and cybersecurity decision-making. Overall, our analysis suggests that adaptive cybersecurity strategies based on EGT can improve resource allocation, enhance system resilience, and reduce the overall risk of cyberattacks. By incorporating real-world data, this study demonstrates the applicability of EGT in addressing the evolving nature of cyber threats and the need for secure digital ecosystems through strategic planning and proactive defence measures.
• Abstract（参考訳）: 進化するデジタルランドスケープでは、サイバー攻撃と防衛のダイナミクスを研究することが不可欠である。 本研究では、進化ゲーム理論(EGT)フレームワークを用いて、サイバー空間における攻撃と防御の進化力学を解明する。 攻撃者とディフェンダーの2つの集団非対称ゲームを開発し、コスト、潜在的な利益、そして防御の成功確率を捉える。 数式解析と数値シミュレーションにより、防御強度の高いシステムは最小の攻撃周波数で安定性を示すのに対し、低防御環境は不安定であり、攻撃に弱いことが判明した。 さらに、サイバードメインが防御者と攻撃者の継続的な戦いによって特徴づけられるため、戦略ペアが常に防御と攻撃を最も安定した状態として出現する5つの均衡も見いだされる。 我々の理論的結果は、過去のサイバーインシデントによる実世界のデータと一致し、不正検出、リスク管理、サイバーセキュリティ決定といった学際的な影響を実証している。 全体的な分析から,EGTに基づく適応型サイバーセキュリティ戦略は資源割り当てを改善し,システムのレジリエンスを高め,サイバー攻撃の全体的なリスクを低減することが示唆された。 本研究は, 実世界のデータを活用することにより, サイバー脅威の進化する性質と, 戦略的計画と積極的な防衛手段によるセキュアなデジタルエコシステムの必要性に, EGTの適用性を示すものである。

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