第四章 資訊安全投資模擬實驗與分析
4.1 單層架構分析
本研究與 Gordon and Leob[11]的單一資訊系統模型做比較，如圖 4.1 所示，並驗證 準確性。
F1
Attack R1
圖4.1 單一資訊系統
單層資訊中心架構(如圖 3.1 所示)，本研究假設 ，表示在未投資前，
F1的被成功攻擊的機率與 F2相同。
本研究運用第三章所提之方法，建立單層資訊中心架構的攻擊樹，建立攻擊樹時，
考慮兩種情況，一種是攻擊者攻擊到資源時，即停止攻擊，另一種情況是攻擊者攻擊到 資源時，繼續往下攻擊。本研究首先以前者為例，並以圖 3.1 之架構建立一個攻擊樹，
然後以 R1做為根節點，當攻擊樹建立完成後，其結果如圖 4.2 所示。圖 4.2 顯示，當攻 擊者攻擊到資源時，即停止攻擊，因此，若是葉節點為資源，即不再往下建立子樹。
圖 4.2 的每一個節點均有節點名稱，其名稱與資訊中心架構一樣，節點名稱的下方 標示被成功攻擊的機率，因為只有過濾器有防禦效果，因此，除了過濾器之外，其被成 功攻擊的機率都標示為 1，即一定會被入侵。每一條路徑旁都有標示機率，此機率代表 的是「到目前為止，被成功入侵的機率」，例如根節點上方的機率標示 0.206119，代表 攻擊者能成功攻擊 R1的機率為 0.206119。
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圖4.2 攻擊者不穿透資源之攻擊樹
本研究同樣運用第三章所提之方法，以「攻擊者攻擊到資源時，繼續往下攻擊」為 例，並以圖 3.1 之架構建立一個攻擊樹，然後以 R1做為根節點，當攻擊樹建立完成後，
其結果如圖 4.3 所示。圖 4.3 顯示，當攻擊者攻擊到資源時，還會續繼攻擊，因此，若 是葉節點為資源，仍然會再往下建立子樹。不論我們以 R1或 R2做為根節點，其攻擊樹 和所有計算出來的機率階相等，因此，在呈現執行結果時，都以 R1為準，不再特別呈 現 R2的執行結果。
圖4.3 攻擊者穿透資源之攻擊樹
至目為止，本研究僅計算過濾器被成功攻擊的機率為 0.1，再來本研究針對機率的 變化，畫出曲線圖，觀察機率在變化時，資源被入侵變化為何。圖 4.4 顯示對單層資訊 中心架構(圖 3.1)中，在過濾器不安全機率的變化下，資源 R1的累進不安全機率的結果。
此圖很明顯的印證 R1的累進不安全機率與過濾器不安全機率成正比，當過濾器不安全 機率越高時，R1被入侵的機率就越高，這與本研究的預期相符，計算 R2被入侵的機率，
其結果與計算 R1相同。
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接著本研究將 Gordon and Leob[11]所提出的單一資訊系統模型做比較，由於單一資 訊系統僅有一個過濾器和一個資源，與我們所提出的單層資訊中心架構不同，因此我們
Ac cu m u lative P rob ab il ity of In se cu rity
F1 = F2
R1
圖4.5 Type I單層架構的投資金額 v.s. Gordon和Loeb
圖4.6 Type II單層架構的投資金額 v.s. Gordon和Loeb
接著，本研究繼續計算總預期淨利潤(TENB，Total Expected Net Benefit)，在計算 之前，本研究假設初始機率為 v=0.7，α=β=1，且資源被入侵時，所受到的損失為 L=1000 元。數值分析結果顯示，在初期投資金額越多，總預期淨利潤越高，但投資過多之後，
P rob ab il ity of In se cu rity
Investment z
Gordon&Loeb Type II
One-Tier Information Center Type II 0
P rob ab il ity of In se cu rity
Investment z
Gordon&Loeb Type I
One-Tier Information Center Type I
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Investment z
Gordon&Loeb
Investment z
Gordon&
和 Loeb 有著相同的現象。
而此一數值分析預設的參數為 ， ，α=β=1，過濾器只有 2 個，因此 。橫軸座標表示未投資前被成功攻擊的機率 v，縱軸座標表示最佳 的投資金額，即最大利潤。
圖4.9 Type I單層架構的最佳投資 v.s. Gordon和Loeb
圖4.10 Type II單層架構的最佳投資 v.s. Gordon和Loeb
0
Initial Probability v(F1)=v(F2)
Gordon&Loe
Initial Probability v(F1)=v(F2)
Gordon&Loeb Type II
One-tier Information Center Type II
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