Herramientas prácticas para argumentación estructurada probabilística con aplicación a ciberseguridad

Abstract

El principal objetivo de estudio de esta tesis son los mecanismos eficaces y eficientes para computar respuestas en formalismos de argumentación estructurada probabilística, en particular, en el modelo DeLP3E. Dicho formalismo nos permite modelar y razonar sobre información inconsistente, incompleta, y asociada a eventos probabilísticos. En particular, el objetivo es estudiar y proponer mecanismos que nos permitan aproximar las respuestas por medio de algoritmos que se basen en toda la información disponible de cada componente del modelo. Nos enfocamos en investigar este aspecto dado que, dar una respuesta exacta a una consulta en DeLP3E no es aplicable en un tiempo razonable para instancias grandes. La principal contribución de esta tesis es la definición y estudio de algoritmos, junto con una guía para seleccionar cuál de ellos aplicar, que nos permitan aproximar el valor de una respuesta en base a toda la información disponible en el modelo DeLP3E. A su vez, y con la finalidad de poder evaluar el desempeño no de los algoritmos propuestos, otra importante contribución de esta tesis son tres generadores para crear modelos DeLP3E. Cada uno de estos generadores nos permite crear diferentes escenarios de complejidad de manera automática, y teniendo como principal característica que los valores de sus métricas son ajustables en base al valor de los parámetros de entrada que guían el proceso de generación. A su vez, y para mostrar un caso de uso de lo desarrollado en esta tesis, se presenta P-DAQAP, una plataforma web que facilita el análisis de los proceso llevados a cabo en el modelo DeLP3E y en la Programación Lógica Rebatible (DeLP, en inglés). Se mostró, a través de casos de uso y ejemplos prácticos, que una herramienta de este tipo puede ser de gran utilidad para usuarios que requieran analizar dominios complejos y que tengan eventos probabilísticos asociados. Además de esa utilidad en entornos reales, también puede ser usada con fines educativos, ya que ofrece un conjunto de herramientas gráficas para facilitar la lectura y entendimiento de los procesos argumentales llevados a cabo en el formalismo DeLP. P-DAQAP es una herramienta pública que consideramos de gran utilidad para la comunidad de argumentación estructurada.

The main objective of this thesis is the study of the effective and efficient mechanisms to compute answers in formalisms of probabilistic structured argumentation, in particular, in the DeLP3E model. This formalism allows us to model and reason on inconsistent and incomplete information, as well information associated with probabilistic events. In particular, the objective is to study and propose mechanisms that allow us to approximate the answers by algorithms that are based on all the available information of each component of the model. We focused on investigating this aspect since giving an exact answer to a query in DeLP3E is not applicable in a reasonable time for large instances. The main contribution of this thesis is the definition and study of algorithms, and a guide to select which of them to apply, which allow us to approximate the value of a response based on all the information available in the model DeLP3E. Also, and in order to be able to evaluate the performance of the proposed algorithms, another important contribution of this thesis is three generators to create DeLP3E models. Each of these generators allows us to create different complexity scenarios automatically, and having as main characteristic that the values of their metrics are adjustable based on the value ofthe input parameters that guide the generation process. Also, and to show a use case of what has been developed in this thesis, P-DAQAP is presented, a web platform that facilitates the analysis of the processes carried out in the DeLP3E model and in Defeasible Logic Programming (DeLP). It was shown, through use cases and practical examples, that a tool of this type can be very useful for users who need to analyze complex domains and have associated probabilistic events. In addition to this utility in real environments, it can also be used for educational purposes, since it offers a set of graphic tools to facilitate the reading and understanding of the argumentative processes carried out in the DeLP formalism. P-DAQAP is a public tool that we consider very useful for the structured argumentation community.