安全协议的博弈论机制-论文.pdf

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1、计算机研究与发展7544“ssn1OOO一1239．2014．20lll375JournalofComputerResearchandDevelopment5l(2)：344—352，2014安全协议的博弈论机制田有亮彭长根马建峰姜奇。朱建明。(贵州大学理学院贵阳550025)(西安电子科技大学计算机学院西安710071)(中央财经大学信息学院北京100081)(youliangtian@163．corn)Game—TheoreticMechanismforCrypt0graphicProtocolTianYouliang，Pen

2、gChenggen，MaJianfeng，JiangQi，andZhuJianming。(CollegeofScience，GuizhouUniversity，Guiyang550025)(Schoolo，ComputerScienceandTechnology，XidianUniversity，Xi’an710071)(Schoolo／Information，CentralUniversityofFinanceandEconomics，Beijing100081)AbstractBothgametheoryandsecureco

3、mmunicationprotocolsfocusonthedesigningandanalyzingmechanismsforpartiesinacollaborativemanner．Yetthetwofieldsdevelopedverydifferentsetsofgoalsandformalisms．Thispaperstudiesthesecurecommunicationprotocolprobleminthegame—theoreticsetting．Thegoalofthispaperistoformulatec

4、omputationandcommunicationrulesofasecurecommunicationprotocolbasedonNashequilibriuminthegametheoreticframework．Wefirstlyproposeagame—theoreticmodelofsecureprotocols，includingtheplayerset，informationset，availableaction，actionsequence，playerfunction，andutilityfunctionus

5、ingtheideafromuniversallycomposablesecurity．Sinceourmodecombineswiththeuniversallycomposableideal，secureprotocolscanbeconcurrentlyrunwithinthismode1．Secondly，theformalizeddefinitionofsecureprotocolsisgivenaccordingtoconceptofNashequilibrium．Thirdly，wegiveaninstanceofs

6、ecureprotocolunderthegametheoreticmechanism．Finally，theanalysisshowsthatourmechanismiseffective．Keywordsgametheory；Nashequilibrium；gametree；rationalsecureprotocol；universallycomposablesecurity摘要在博弈论框架下，基于纳什均衡设计安全协议的计算和通信规则．首先，提出安全协议的扩展式博弈模型，结合通用可组合安全的思想给出安全通信协议博弈参与者集合

7、、信息集、可行策略、行动序列、参与者函数、效用函数等定义；在该模型下的安全协议能安全并发执行．其次，根据博弈的纳什均衡给出安全通信协议的形式化定义．最后，基于该机制给出一个安全协议实例，并分析该安全协议博弈机制的有效性．关键词博弈论；纳什均衡；博弈树；理性安全协议；通用可组合安全中图法分类号TP309收稿日期：2OllO515；修回日期：2O140116基金项目：国家自然基金会委员会一广东联合基金重点基金项目(U1135002)；国家科技部重大专项基金项目(2011ZX03005002)；国家自然科学基金项目(61170280，6

8、1272398，61262073，61363068)；中围博士后基金项目(2013M530705)；贵州省自然科学基金项目(201321l2)；贵州大学博士基金项目(2012-024)通信作者：彭长根(sci．cgpeng@gzu．edu．cn)田