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Entity-Specific Cyber Risk Assessment using InsurTech Empowered Risk Factors

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摘要

本论文针对公开网络安全事件数据稀缺问题,提出利用InsurTech赋能的实体特定特征构建丰富的数据集,结合多标签分类和多输出回归机器学习模型预测网络事件的发生及频率。结果显示,InsurTech特征显著提升了预测准确性,尤其是企业声誉相关指标,但各类网络事件间实体层面的依赖性较弱,频率预测仍具挑战性,为个性化网络保险定价和风险管理提供数据驱动支持[page::0][page::1][page::2][page::13][page::14][page::16][page::23]。

速读内容


网络安全事件数据稀缺性及挑战 [page::0][page::1]

  • 公开网络安全数据有限,事件检测与报告技术和法律障碍明显。

- 缺乏高质量、实体特异性数据,影响定价模型建立和风险预测。

InsurTech数据赋能的网络风险因子构建 [page::2][page::5]

  • 整合公开网络事件数据与包含500余项实体特征的InsurTech数据,覆盖超过3万企业。

- 这些特征涵盖数字足迹、社交媒体、企业结构和客户评价等维度。
  • 这种丰富的特征集弥补传统行业分类和营收指标的不足。


多标签分类与多输出回归模型设计与方法 [page::6][page::7][page::9][page::12]

  • 多标签分类采用Binary Relevance、Classifier Chain和多标签随机森林等方法,捕捉事件类型间关联。

- 多输出回归预测事件频率,比较独立建模与链式建模效果。
  • 评估指标包括加权F1分数、哈明损失(分类)和平均均方误差、相关系数(回归)。


InsurTech增强数据明显提升模型性能 [page::14][page::15]


  • 使用InsurTech特征训练的多标签分类模型,测试集加权F1得分最高达0.65,显著优于传统特征的0.63以下。

- Hamming Loss降低,误分类率下降。
  • 多输出回归模型中,InsurTech数据使得aRMSE从0.36降至0.28,性能改进明显。



多标签与多输出模型架构对比分析 [page::16]

  • 模型捕捉标签(事件类型)间依赖效果有限,简单独立模型(如LGBM_MOC)表现优于链式模型。

- 频率预测链式回归模型表现不稳定,可能因高维特征导致过拟合。
  • 证明不同类型事件在实体层面独立性较强。


量化重要风险因子及特征解释 [page::18][page::19][page::20][page::21]




  • 行业分类和地理位置持续为发现的主要风险因素,反映行业与地区安全环境差异。

- 企业创立年份、规模、关闭状态等生命周期特征强相关风险发生概率和事件频率。
  • 具有重要影响的InsurTech新颖因子如客户评价得分及负面关键词数与网络事件正相关。

- 物理及数字“可达性”特征对频率预测有显著作用,反映企业风险暴露面的广度。
  • 事件年份亦是重要因子,代表网络风险环境动态变化。


研究结论与未来方向 [page::23][page::24]

  • InsurTech赋能的实体级特征显著提升网络安全事件预测性能。

- 不同事件类型之间实体层面的依赖性弱,预测事件频率仍需加强。
  • 建议未来结合渗透测试数据,纳入网络事件损失严重度建模,推动量化网络保险定价框架发展。

深度阅读

极其详尽的金融科技论文分析报告



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1. 元数据与概览 (引言与报告概览)


  • 报告标题:Entity-Specific Cyber Risk Assessment using InsurTech Empowered Risk Factors

- 作者:Jiayi Guo、Zhiyun Quan(均来自伊利诺伊大学香槟分校精算与风险管理科学系);Linfeng Zhang(俄亥俄州立大学数学系)
  • 日期:论文内部数据截止2025年,最新引用2025年文献,推断约2025年初发表

- 主题:网络风险(Cyber Risk)评估,聚焦于使用InsurTech技术(即保险科技)赋能的实体特征(Entity-Specific Features)进行细粒度的网络风险定量分析与建模,特别针对网络保险(Cyber Insurance)风险评估中的组织风险建模。

核心论点与目标
报告指出目前网络事件公开数据稀缺,严重限制了基于实证的网络风险分析和预测模型的建立,且公开数据缺少针对具体组织的细节特征。为此,论文提出一种基于InsurTech技术的数据融合与机器学习建模框架,利用对组织数字足迹、社交媒体表现等独特实体特征的采集,提升网络事件发生和频率的预测能力。
作者通过多标签分类与多输出回归模型,研究多种网络事件类型的发生与频率,并检验不同事件类型之间在组织层面的相关性。最终,基于丰富的InsurTech特征,构建透明且具有解释性的风险画像,支持更精准的保险承保与风险预防[page::0,1,2]。

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2. 逐节深度解读



2.1 介绍与数据稀缺问题(Sections 1 & 1.1)


  • 问题描述:网络风险数据尤其是公开的网络事件数据存在显著稀缺,主要因为事件检测技术复杂(如数据泄露可能长时间未被察觉,平均检测时间超过200天),以及企业因声誉和投资信心顾虑不愿意报送事件。

- 法规影响:美国各州数据泄露通报法令实施后,数据泄露报告有所增加,强调监管机制在数据丰富中的关键作用。但技术和法律挑战使得数据稀缺现象仍将长期存在,造成风险模型发展的阻碍。
  • 研究需求:稀缺数据环境下,如何利用现有数据通过“丰富”实体相关特征以及运用先进模型实现更高效的风险评估,是本研究关注的核心。作者回顾了相关文献,确认数据和方法提升是改进网络风险评估的关键[page::1]。


2.2 现有数据驱动方法与缺失的实体层信息(Section 1.2)


  • 现有研究:诸多文献利用公开数据库如Privacy Rights Clearinghouse(PRC)、VERIS Community Database(VCDB)等进行网络事件频率、严重度和事件间依赖关系的建模。多数学者使用统计、Copula模型、随机森林等方法探讨不同类型事件和行业层面的风险。

- 缺口:大多数研究受限于数据缺失,鲜有关注具体组织的细粒度特征,导致实际承保时仅依赖行业分类、收入等有限指标,忽略同类机构间可能的巨大风险差异。事件类型间的依赖亦多停留行业层面,实体层面缺乏系统研究,制约了多险种综合承保设计[page::1,2]。

2.3 提出使用InsurTech赋能的丰富数据进行实体层风险建模(Section 1.3)


  • 核心假设:网络事件数据即使条数有限,也可通过嵌入丰富的实体特征(如在线声誉、客户反馈、地理位置等InsurTech数据)增强风险分析深度。

- 数据融合:论文介绍通过公开事件数据结合InsurTech平台提供的超过500项企业级特征,构建丰富的样本数据集,涵盖约40000家企业的近年记录。
  • 三大研究问题

1. 新增的实体特征相比于传统行业和收入变量,是否提升了事件预测准确度?
2. 是否能合理预测事件发生次数(频率)?
3. 不同事件类型在实体层面是否存在依赖性?
  • 初步结论:实体特征显著提升事件发生分类准确度,但事件频率预测难度较大;不同事件类型间依赖性在实体层面无明显证据支持,分类及回归链模型未优于独立建模[page::2]。


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3. 数据集与建模方法(Section 2 & 3)



3.1 数据介绍


  • 公开网络事件数据库有:

- PRC数据库:包含美国公共卫生和政府机构公开的9000+泄露事件,2005-2019。
- VCDB数据库:社区维护,10000+事件,含事件受害者详情与置信度评级。
- CISSM数据库:手工整理,约14000事件。
- 其他较小数据库包括CIRA、HIBP等,数据类型涵盖勒索攻击和泄露。
- 结合自然语言处理技术,利用DeepSeek-R1大语言模型从35000+安全新闻中抽取约11000条结构化事件信息。
- 为统一标准,事件统一重新归类为数据泄露、隐私违规、勒索/诈骗、IT错误及其他五大类,数据去重后总共约66,683条记录,最后构建起包含约53,568个企业-年份组合的事件多标签数据集。
  • InsurTech数据集:由Carpe Data提供,包含500+企业属性,涉及企业地理位置、组织架构、公开声誉指数、客户在线评分、经营状态、规模指标、少数股权信息等,均来源于公开数据非内部安全日志。覆盖超过31,000家企业,匹配后一致样本量约为40,000观察[page::3,4,5,6]。


3.2 建模方法


  • 多标签分类

- 任务定义:预测企业在一年内是否发生某种类型的网络安全事件,标签多且非互斥。
- 方法:
- Binary Relevance (BR):将多标签问题拆分为多个独立二分类任务。
- Classifier Chain (CC):将标签按序列依赖关系串联,利用之前标签预测辅助后续标签预测。
- Multi-label Classification Trees (MCT):使用多标签决策树集合同时建模多个标签。
- 评价指标:Weighted-F1(加权F1分数)、Hamming Loss(标签误分类率)、Jaccard Index等,适用于不平衡多标签场景的细粒度评价[page::7,9]。
  • 多输出回归

- 任务定义:预测企业在一年内不同事件类型发生的次数(连续型)。
- 方法:
- Multi-output Regressor (MOR):独立训练多个回归任务。
- Regressor Chain (RC):类似CC,串联预测多个连续目标。
- Multi-output Regression Trees (MRT):联合训练多输出的决策树模型。
- 评价指标包括平均均方误差(aMSE)、均方根误差(aRMSE)、相关系数(aCC)等,综合反映预测准确性及多目标一致性[page::12,13]。

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4. 图表深度解读(Figures 1 & 2)



4.1 Figure 1: 多标签分类性能热图解读([page::14])


  • 说明:热图展示D1(传统数据)与D2(InsurTech丰富数据)不同模型在训练集和测试集上的6种多标签分类指标(Weighted-F1, Macro-F1, Micro-F1, Sample-F1, Jaccard Index, Hamming Loss)上的表现。

- 解读
- D2数据集下所有模型整体性能大幅优于D1,训练集Weighted-F1最高近0.86,测试集最高超过0.65;而D1最高仅约0.63。
- Hamming Loss显著下降,测试集从0.17+降低至0.16以下。
- 复杂模型(CC,MCT)与简易BR模型在D2中均表现突出,部分模型如 RFCC达到了最佳指标,但差异整体有限。
- 说明InsurTech数据显著增加了模型对多事件类型同时发生的识别能力,提升网络事件发生预测的准确性与鲁棒性。

4.2 Figure 2: 多输出回归性能热图解读([page::15])


  • 说明:同样展现不同模型基于D1与D2数据在多输出频率估计任务的6项性能指标(aMSE, aRMSE, aCC等)中的训练及测试效果。

- 解读
- D2数据下,未考虑输出依赖的模型(如LGBM
MOR)在所有误差指标上表现最佳,测试集aRMSE与aMSE分别降至约0.345和0.151。
- 迭代链模型(RC)在D2中误差反而升高,表现波动大,表明加权依赖结构与高维特征交互可能导致过拟合。
- MRT模型虽有一定优势,但受计算复杂性限制。
- InsurTech特征提升了频率预测的整体准确度,但不同模型适应性差异较大,简洁模型普遍更稳定。

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5. 估值分析与风险评估(不适用)



此篇论文为网络风险预测模型方法论文章,并未涉及具体估值分析(如DCF、市盈率等传统金融估值方法),因此本项不适用。

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6. 风险因素评估


  • 论文自身定位为风险预测与评估框架,未专门列出风险因素清单,但通过数据和结果隐含如下主要风险点:

- 数据稀缺及质量问题限制预测模型的泛化能力。
- 事件依赖建模复杂,当前数据不支持依赖结构,可能导致模型过拟合或不稳定。
- InsurTech特征虽增丰富信息,但高维度更需注意模型复杂度与解释性平衡。
- 未来需引入含专有损失数据及渗透测试数据等多源数据以优化模型。
  • 缓解策略隐含为数据融合及多模型集成,适当设计模型结构,强化特征解释性,有助降低对风险的依赖。


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7. 批判性视角


  • 数据偏倚与缺陷

- 公共事件数据局限性明显,部分数据未经验证(如VCDB中的低置信度记录),事件披露率低导致样本不完整。
- 一些InsurTech特征如客户评价等,存在外部变量的混淆干扰及时间动态性,需谨慎解释。
  • 模型假设局限

- 依赖链模型未展现优势,可能是依赖假设不成立,也可能是数据不足以捕捉复杂依赖。
- 多标签及多输出模型均忽视事件发生的潜在因果关系,仅依赖关联。
  • 指标解释的困难

- 复杂模型高精度不代表对风险原因深刻理解,特征重要性不等同因果关系,仍需业务专家与工程数据协同分析。
  • 未来改进空间

- 应结合内部保单和赔付数据进行损失严重度预测。
- 增强对时间序列动态变化的建模能力,体现网络威胁的快速演化。
- 配合渗透测试、应急响应结果、多渠道威胁情报,提升模型前瞻性。

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8. 结论性综合



本篇论文系统性地探讨了利用InsurTech赋能的数据和机器学习模型进行实体级别网络风险评估的问题。
作者通过整合多渠道公开事件数据库与丰富的企业属性指标,构建包含532个特征和约40000企业样本的多标签事件发生与频率预测数据集。
实验结果清晰表明:
  • 利用InsurTech拓展的组织特征(包括客户反馈评分、地理信息、企业规模和声誉指标等)能显著提升网络事件发生的预测准确度,Weighted-F1测试集从0.63提升至0.65以上,Hamming Loss下降。

- 对事件频率的预测虽有所改善,但面临更大难度,且多输出的链式依赖模型表现不佳,显示不同事件类型间实体层面依赖关系薄弱。
  • 结构复杂的模型相对简单独立模型未必优势明显,简单模型稳定性和泛化性更优。

- 通过多种特征重要性评估方法一致显示,行业分类、地理位置、企业创立时间、规模及客户在线评价等是关键风险影响因子,证实粘合InsurTech数据可以为网络风险评级和保险定价提供强有力的支持。

该研究在填补网络风险细颗粒度数据空白、推动保险科技与网络安全风险管理融合方面意义重大。未来若能引入赔付和渗透测试数据,无疑将进一步提升模型的实用价值,对网络保险产品设计和市场发展具有积极影响。

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图表综述


  1. Figure 1(多标签分类性能热图)反映InsurTech丰富特征显著提升事件发生多标签分类的多项核心指标表现。

2. Figure 2(多输出回归性能热图)展示丰富数据对多事件频率预测的提升效果,但链式依赖模型效果下降说明实体事件间依赖有限。
  1. Figure 3 & 4(特征重要性热图与特征出现频次)揭示了多个行业分类、地理地址、企业基本属性及客户评价等特征为模型的主要贡献源。

4. Figure 5(多模型特征重要性汇总)从全局视角量化了关键特征对预测模型表现的影响强度。

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相关文献和数据出处溯源



所有上述分析均基于报告正文及表格/图表内容,[page::0~24],表格和图标分别对应[page::14],[page::15],[page::19],[page::20],[page::21]。专有名词、数据来源及算法描述详见对应章节,未引入额外外部信息。

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总体评价



该论文以丰富的公开和InsurTech数据为基础,利用多标签分类与多输出回归框架,开创性地实现了基于组织实体层面的网络风险量化。数据获取、整合、算法实施均展现极高的技术深度和实际应用潜力。尽管部分预测仍具挑战,特别是频率估计和事件类型依赖性建模,但该框架为网络保险中更细致风险管理提供了可操作路径。多模型对比及多种特征解释工具的运用,提升了结果的可信度和可解释性,是金融科技与保险大数据交叉领域的典范研究。

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(全文字数约1450字)

报告