Addressing agents' strategies in a cyberwar game (CyberAIMs)

Abstract

Den økende mangelen på ferdigheter og personale innen cybersikkerhet understreker behovet for innovative løsninger i utdanning. Som et tiltak for å dekke behovet har en forskningsgruppe ved NTNU utviklet simuleringsverktøyet CyberAIMs med den agentbaserte modelleringsprogramvaren NetLogo. CyberAIMs står for Cyber Agents' Interactive Modeling and Simulation og simulerer cyberhendelser ved å modellere atferden til angripende og forsvarende agenter. Tidligere versjoner manglet strategiske elementer. Denne oppgaven beskriver implementeringen av strategier, definert som ressursallokeringsteknikker, veiledet av spørsmålet: Hvordan kan en allokering av ressurser påvirke utfallet av en cyberkrigssimulering?. Disse teknikkene er basert på NIST Cybersecurity Framework for forsvarere og Unified Kill Chain for angripere. Slike høynivårammeverk adresserer også det vanlige problemet rundt nøyaktighet av data i simuleringer, og muliggjør fremtidig dataintegrasjon. Tiltenkt bruksområde er i undervisning av informasjonssikkerhet, og brukertester av bachelorstudenter ved NTNU indikerer verktøyets potensiale til å forbedre studentenes evne til å forstå hvordan angripere tenker, og hvor cybersikkerhetsressurser bør allokeres for å danne det beste forsvaret i ulike scenarier.

The increasing shortage of skills and staff in the field of cybersecurity highlights the need for innovative solutions in education. As an initiative to bridge this gap, the Information Security and Privacy Management research group at NTNU, has developed the simulation tool CyberAIMs using the agent-based modeling software NetLogo. CyberAIMs stands for Cyber Agents’ Interactive Modeling and Simulation and simulates cyber warfare by modeling the behaviors of attacking and defending agents. Previous versions lacked strategic elements, so this paper describes the implementation of strategies, defined as resource allocation techniques, guided by the question: How can an allocation of resources affect the outcome of a cyber wargame? These techniques are based on the NIST Cybersecurity Framework for defenders and the Unified Kill Chain for attackers. High-level frameworks also addresses the common issue of data accuracy in simulations, allowing for future data integration. Intended for educational use in Information Security, user tests by NTNU undergraduate students indicate that the tool has potential for improving students ability to understand how attackers think, and where cybersecurity resources should be allocated to form the best defense in different scenarios.