Autores: Jorge González-Ortega (ICMAT-UCM), David Ríos (ICMAT-CSIC), Fabrizio Ruggeri and Refik Soyer
Fuente: The American Statistician vol. 75, iss. 1
Fecha de publicación: 2021
Resumen:
La comprobación de hipótesis es uno de los problemas fundamentales en la inferencia estadística. Aunque sujeto a debate, se ha estudiado a fondo desde una perspectiva de la teoría de la decisión, tanto desde el punto de vista frecuentista como bayesiano. En los últimos años, ha habido un interés creciente en los problemas relacionados con la comprobación de hipótesis en los que adversarios hostiles perturban los datos observados por la persona que toma las decisiones, como una forma de confundirlo sobre la hipótesis relevante. Estos tienen aplicaciones al fraude en línea o a la detección de spam y al clasificado automático, empleado en la seguridad nacional y nacional, la ciberseguridad y los sistemas de conducción automatizados.
En este artículo, usando conceptos del análisis de riesgo adversario (ARA), Jorge González-Ortega, David Ríos Insua, Fabrizio Ruggeri y Refik Soyer brindan un enfoque alternativo al problema de la Comprobación de Hipótesis Adversarial (AHT), anteriormente basado en conceptos de la teoría de juegos estándar. Consideran un agente, llamado defensor, que necesita evaluar cuál de varias hipótesis se cumple, basándose en observaciones de una fuente, que podría haber sido perturbada por otro agente, al que designan atacante y estudian el problema AHT desde la perspectiva del defensor. Al hacer esto, el defensor formula un problema bayesiano de toma de decisiones, pero tiene que pronosticar la decisión del atacante; es un problema de pronóstico no estándar, ya que implica elementos estratégicos. Hacen este pronóstico simulando el problema del atacante, teniendo en cuenta la incertidumbre sobre las creencias y las preferencias del atacante.
El artículo comienza introduciendo lo que denominan el problema de la teoría de la decisión estadística adversarial, extendiendo la formulación estándar de la teoría de la decisión estadística para considerar una variación en la que el atacante intenta modificar el flujo de datos observado por el defensor para confundirlo y, en consecuencia, obtener una ganancia. Después de eso, plantean formalmente el problema AHT y dan con una solución conceptual enfocándose en una comprobación de hipótesis de punto binario, además de ilustrarlo con un ejemplo numérico simple y presentando una perspectiva de teoría de juegos para propósitos de comparación. Luego, describen en profundidad una aplicación en relación con la aceptación de lotes. Este problema consiste en decidir si aceptar un lote de artículos recibidos durante un período de tiempo, algunos de los cuales podrían estar defectuosos, lo que conllevaría posibles problemas de seguridad y/o rendimiento. Este tipo de problemas se presenta en áreas como el control de contenedores en puertos internacionales, filtrado de lotes de mensajes electrónicos o admisión de paquetes de productos perecederos o componentes electrónicos, entre otros.
Se pueden encontrar otras aplicaciones en el contexto de, por ejemplo, el procesamiento de señales adversarias, como en Electronic Warfare (EW), donde el entorno de señales es generalmente muy complejo, con muchos radares diferentes que transmiten simultáneamente. El intervalo de tiempo entre dos pulsos emitidos por un radar de amenazas se define como Intervalo de repetición de pulsos (PRI). El seguimiento de PRI es un problema importante en las aplicaciones EW navales, ya que el conocimiento del PRI se utiliza para defender a los barcos contra los misiles guiados por radar. Las señales recibidas pueden ser bloqueadas por radares hostiles y esto da como resultado pulsos perdidos debido a la sensibilidad reducida del receptor.
