本書從博弈論基礎(chǔ)開始，系統(tǒng)地介紹了博弈論在數(shù)據(jù)安全中的應(yīng)用，匯集了近年來基于博弈論研究數(shù)據(jù)安全的最新成果，重點(diǎn)探討了秘密共享的可公開驗(yàn)證模型及博弈論分析、數(shù)據(jù)外包情況下的博弈模型、激勵(lì)相容機(jī)制和抗共謀機(jī)制以及隱私保護(hù)的博弈分析、基于信息論的理性委托攻防模型，為數(shù)據(jù)外包更新提出了有效策略。本書觀點(diǎn)新穎獨(dú)到，研究內(nèi)容均為作者原創(chuàng)科研成果，對制定正確的數(shù)據(jù)安全策略，提高數(shù)據(jù)安全保障能力具有重要的參考價(jià)值。
本書概念清晰、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容深入淺出、通俗易懂，不僅闡述了博弈論與數(shù)據(jù)安全的基本理論，同時(shí)涵蓋了博弈論與數(shù)據(jù)安全交叉融合的最新研究成果。本書可作為高等院校網(wǎng)絡(luò)與信息安全研究生的教學(xué)參考書，也可作為數(shù)據(jù)委托和云計(jì)算領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員的參考書。
1.以通俗易懂的方式，系統(tǒng)地介紹博弈論在數(shù)據(jù)安全中的應(yīng)用以及基礎(chǔ)原理、密碼學(xué)、信息安全經(jīng)濟(jì)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的博弈分析。
2.匯集近年來基于博弈論研究數(shù)據(jù)安全的新成果，為制定正確的數(shù)據(jù)安全策略提供了寶貴的思路和參考。
3.內(nèi)容深入淺出，闡述博弈論與數(shù)據(jù)安全基本理論的同時(shí)，涵蓋了博弈論與數(shù)據(jù)安全交叉融合的研究。幫助讀者快速掌握博弈論在數(shù)據(jù)安全中的應(yīng)用方法。
4.系統(tǒng)地講解秘密共享的可公開驗(yàn)證模型及博弈論分析、數(shù)據(jù)外包情況下的博弈模型、激勵(lì)相容機(jī)制和抗共謀機(jī)制以及隱私保護(hù)的博弈分析、基于信息論的理性委托攻防模型等前沿技術(shù)。
田有亮，青年長江學(xué)者、貴州大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、一流學(xué)科特聘教授、軟件工程博士點(diǎn)負(fù)責(zé)人，貴州省省管專家、貴州省拔尖人才、貴州省百層次創(chuàng)新人才，公共大數(shù)據(jù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）學(xué)術(shù)帶頭人、貴州大學(xué)密碼學(xué)與數(shù)據(jù)安全研究所副所長、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會區(qū)塊鏈專業(yè)委員會委員、中國密碼學(xué)會安全協(xié)議專委會委員、中國人工智能學(xué)會青年論壇西南論壇副主席、ACM中國重慶分會執(zhí)行委員會副主席、《通信學(xué)報(bào)》、《網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào)》編委。主持多項(xiàng)國家級、省部級基金項(xiàng)目，先后獲貴州省科技獎(jiǎng)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、貴州省科技獎(jiǎng)自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。
目 錄
第 1章 博弈論理論 1
1.1 博弈論的定義及分類 1
1.2 納什均衡 2
1.2.1 納什均衡的定義 2
1.2.2 納什均衡的存在性 3
1.3 序貫均衡 3
1.4 斯塔克爾伯格均衡 4
1.4.1 斯塔克爾伯格均衡的定義 4
1.4.2 斯塔克爾伯格博弈均衡點(diǎn)的存在性 5
1.5 勢博弈 5
1.5.1 勢博弈的定義 5
1.5.2 勢博弈的性質(zhì) 6
1.6 擴(kuò)展式博弈 7
參考文獻(xiàn) 7
第 2章 密碼學(xué)理論技術(shù) 9
2.1 理論安全（無條件安全）與計(jì)算安全 9
2.2 全同態(tài)加密 10
2.3 混淆電路 10
2.4 秘密共享 12
2.4.1 Shamir秘密共享 12
2.4.2 理性秘密共享 13
2.4.3 安全多方計(jì)算 13
2.5 雙線性對 15
2.6 Pedersen承諾 15
2.7 語義安全 16
參考文獻(xiàn) 17
第3章 可驗(yàn)證秘密共享方案 18
3.1 方案描述 18
3.2 正確性與安全性分析 19
3.3 秘密共享體制的博弈論分析 22
3.3.1 秘密分發(fā)者效用分析 22
3.3.2 秘密分發(fā)階段參與者的效用分析 23
3.3.3 秘密重構(gòu)階段參與者的效用分析 23
3.4 秘密分發(fā)協(xié)議的博弈論分析 23
3.4.1 秘密分發(fā)博弈 23
3.4.2 理性秘密分發(fā)機(jī)制 25
3.4.3 秘密重構(gòu)博弈 27
3.4.4 理性秘密重構(gòu)機(jī)制 28
參考文獻(xiàn) 30
第4章 可公開驗(yàn)證秘密共享方案 31
4.1 問題引入 31
4.2 方案描述 32
4.3 方案分析 33
4.3.1 正確性分析 33
4.3.2 安全性分析 34
4.3.3 性能分析 37
參考文獻(xiàn) 38
第5章 激勵(lì)相容的理性秘密共享方案 39
5.1 問題引入 39
5.2 囚徒困境 39
5.2.1 系統(tǒng)模型 40
5.2.2 問題描述 40
5.3 激勵(lì)機(jī)制 43
5.3.1 ICRSS 43
5.3.2 合約內(nèi)容 44
5.3.3 博弈與分析 46
5.4 實(shí)驗(yàn)仿真 52
5.4.1 安全分析 52
5.4.2 合約函數(shù) 52
參考文獻(xiàn) 54
第6章 基于分組的理性秘密共享方案 56
6.1 參數(shù)假設(shè) 56
6.2 可選策略集合和信念系統(tǒng) 56
6.3 方案介紹 57
6.3.1 秘密共享階段 57
6.3.2 秘密重構(gòu)階段 58
6.4 方案分析 59
6.4.1 正確性分析 59
6.4.2 安全性分析 60
6.4.3 貝葉斯均衡分析 61
6.5 性能對比 62
參考文獻(xiàn) 62
第7章 常數(shù)輪公平理性秘密共享方案 64
7.1 參數(shù)假設(shè) 64
7.2 懲罰機(jī)制 64
7.3 方案介紹 65
7.3.1 秘密共享階段 65
7.3.2 秘密重構(gòu)階段 66
7.4 方案分析 67
7.4.1 正確性分析 67
7.4.2 安全性分析 67
7.4.3 公平性分析 68
7.4.4 納什均衡分析 69
7.5 性能對比 70
參考文獻(xiàn) 70
第8章 基于全同態(tài)加密的可公開驗(yàn)證理性秘密共享方案 72
8.1 方案描述 72
8.2 方案分析 74
8.2.1 正確性分析 74
8.2.2 安全性分析 74
8.2.3 輪復(fù)雜度分析 75
8.2.4 抗共謀性分析 76
8.3 性能對比 77
參考文獻(xiàn) 78
第9章 基于全同態(tài)加密的理性委托計(jì)算協(xié)議 80
9.1 問題引入 80
9.2 委托計(jì)算博弈模型 81
9.2.1 參與者集合 81
9.2.2 外生隨機(jī)變量 81
9.2.3 策略集合 82
9.2.4 支付函數(shù) 82
9.2.5 風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避 83
9.2.6 期望效用函數(shù) 83
9.2.7 總期望效用 84
9.3 理性委托計(jì)算協(xié)議 85
9.3.1 初始化階段 85
9.3.2 委托計(jì)算和承諾階段 85
9.3.3 驗(yàn)證和支付階段 86
9.4 協(xié)議分析 87
9.4.1 安全性分析 87
9.4.2 正確性分析 87
9.4.3 仿真模擬 88
參考文獻(xiàn) 89
第 10章 可證明安全的理性委托計(jì)算協(xié)議 91
10.1 問題引入 91
10.2 理性委托計(jì)算算法 92
10.3 理性委托計(jì)算博弈模型及安全模型 93
10.3.1 博弈模型分析 93
10.3.2 安全模型分析 95
10.4 理性委托計(jì)算協(xié)議構(gòu)造 95
10.5 安全性分析 97
10.6 性能分析 99
參考文獻(xiàn) 99
第 11章 基于博弈論與信息論的理性委托計(jì)算協(xié)議 102
11.1 問題引入 102
11.2 博弈模型分析 103
11.2.1 參與者集合 104
11.2.2 信息集 104
11.2.3 可選策略集合 105
11.2.4 效用函數(shù) 105
11.3 理性委托計(jì)算協(xié)議 106
11.3.1 協(xié)議參數(shù) 106
11.3.2 初始化階段 107
11.3.3 委托計(jì)算階段 107
11.3.4 參與者能力極限 107
11.3.5 支付階段 109
11.4 協(xié)議分析 110
參考文獻(xiàn) 112
第 12章 理性委托計(jì)算的最優(yōu)攻防策略 114
12.1 問題引入 114
12.2 博弈模型設(shè)計(jì) 115
12.3 理性委托計(jì)算的攻防模型 117
12.3.1 計(jì)算方攻擊能力極限 118
12.3.2 計(jì)算方防御能力極限 120
12.3.3 委托方攻擊能力極限 122
12.3.4 委托方防御能力極限 124
12.4 理性委托計(jì)算協(xié)議分析 126
12.4.1 委托計(jì)算納什均衡 127
12.4.2 委托計(jì)算最優(yōu)攻防策略 128
12.5 委托計(jì)算攻防策略仿真實(shí)驗(yàn) 129
12.6 理性委托計(jì)算協(xié)議分析 132
參考文獻(xiàn) 133
第 13章 基于門限秘密共享的理性委托計(jì)算協(xié)議 136
13.1 問題引入 136
13.2 信道模型 137
13.3 理性委托計(jì)算攻防能力 138
13.3.1 攻防模型 138
13.3.2 攻防能力分析 143
13.4 基于門限加密的安全理性委托計(jì)算協(xié)議 144
13.4.1 委托計(jì)算基本算法 144
13.4.2 理性委托計(jì)算協(xié)議構(gòu)造 145
13.5 協(xié)議分析 146
13.5.1 均衡分析 146
13.5.2 正確性 147
13.5.3 安全性 148
13.5.4 性能分析 149
參考文獻(xiàn) 150
第 14章 基于序貫均衡理論的理性委托計(jì)算協(xié)議 152
14.1 問題引入 152
14.2 博弈模型 153
14.2.1 擴(kuò)展式博弈 154
14.2.2 序貫均衡 155
14.3 理性委托計(jì)算分析 156
14.3.1 問題分析 156
14.3.2 協(xié)議參數(shù) 156
14.4 計(jì)算方與委托方——公平委托協(xié)議 157
14.4.1 協(xié)議構(gòu)造 157
14.4.2 均衡分析 159
14.5 委托方與計(jì)算方——囚徒協(xié)議 160
14.5.1 協(xié)議構(gòu)造 160
14.5.2 均衡分析 162
14.6 協(xié)議分析 164
14.6.1 正確性分析 164
14.6.2 性能分析 164
參考文獻(xiàn) 165
第 15章 激勵(lì)相容的理性委托計(jì)算方案 167
15.1 問題引入 167
15.2 制衡博弈 168
15.2.1 ICRDC 168
15.2.2 制衡合約 170
15.2.3 制衡博弈與分析 172
15.3 共謀博弈 176
15.3.1 共謀合約 176
15.3.2 共謀博弈與分析 177
15.4 誣陷博弈與背叛博弈 180
15.4.1 背叛合約 180
15.4.2 誣陷博弈與分析 181
15.4.3 背叛博弈與分析 185
15.5 性能分析 190
15.5.1 安全分析 190
15.5.2 合約函數(shù) 190
15.5.3 合約開銷 192
15.6 委托開銷 193
15.6.1 分析 193
15.6.2 最低委托開銷 194
參考文獻(xiàn) 196
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