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Misuse IDS의 성능 향상을 위한 패킷 단위 기계학습 알고리즘의 결합 모형
A Hybrid Model of Network Intrusion Detection System : Applying Packet based Machine Learning Algorithm to Misuse IDS for Better Performance 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part C Part C, v.11C no.3, 2004년, pp.301 - 308  

원일용 (건국대학교 대학원 컴퓨터공학과) ,  송두헌 (용인송담대학 컴퓨터소프트웨어) ,  이창훈 (건국대학교 컴퓨터공학과)

초록
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전문가의 침입 분석 지식을 기반으로 한 Misuse IDS는 침입 탐지 비율은 우수하지만 도한 오경보를 생성하여 관리 효율성이 낮다. 우리는 패킷 정보 중심의 사례 기반 학습을 Misuse IDS와 결합하여 그 행동 특성에 따라 오경보를 줄이는 모형을 제안하고 실험하였다. 또 기존의 IBL(교stance Based Learner)을 개선한 XIBL(Extended Instance Based Learner)을 이용하여 Snort의 alarm을 패킷 수준에서 역 추적 분석하여, 그 alarm이 실제로 보내질 가치가 있는지를 검사한다. 실험 결과 진성경보와 오경보 사이에는 XIBL의 행동상 분명한 차이가 드러나며, 네트워크 상의 공격이 비록 여러 패킷의 결합된 형태로 나타나지만, 개별 패킷에 대한 정상/비정상 의사 결정도 Misuse IDS와 결합하면 전체 시스템의 성능을 향상하는 데에 기여할 수 있음을 실증적으로 보여주었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Misuse IDS is known to have an acceptable accuracy but suffers from high rates of false alarms. We show a behavior based alarm reduction with a memory-based machine learning technique. Our extended form of IBL, (XIBL) examines SNORT alarm signals if that signal is worthy sending signals to security ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 결합 방법이 실제환경에서 얼마나 효과적인지를 정략적으로 측정하는 실험은 Darpa 1998년 data와 1999년 data를 이용하여 측정하였는더〕, 그 구현과정과 확장된 모델의 내용이 많아, 이 논문과는 별도의 실험 논문으로 구성하였다. 다만 본 논문에서는 snort와 XIBL의 결합에 의해 침입 탐지의 전체 성능을 향상시킬 수 있는 방법이 존재한다는 것을 증명하는 것과, 이것을 만족시키는 모델을 제시하는 것이 주 목적이다. 여기서 주의해야 할 것은 본 논문에서 사용한 침입 탐지 성능의 향상이라 함은 단순히 정확도의 수 치적증가를 의미하지 않고 오경보의 줄임을 의미한다.
  • Snort 자체로는 이것이 첫째 유형인지, 둘째 유형인지 분류하는 것이 불가능하다. 본 논문은 XIBL이 패킷 단위로 정상 및 비정상을 판단할 수 있다는 특성을 이용하여 snort에서의 alarm이 발생했을 때 그것이 어떤 유형인지를 XIBL이 판단 할 수 있는 모형을 제시하고자 한다.
  • 지면의 제약상 전체 실험결과 중 일부만 표시하였다. 이 분석의 목적은 Snort가 인식하는 비정상에 대하여 XIBL의 행동 양식을 관찰하기 위한 것이다. 특히 각각의 공격에서 관측되는 패킷의 크기가 일정 하지 않은 이유는 대부분의 공격 유형이 공격의 끝과 시작이 명확하게 정해져 있지 않고 공격자가 임의의 시간동안에 공격을 행했기 때문이다.
  • snort가 인식한 경우와 인식하지 못한 경우를 모두 포함하여 계산하였다. 이 분석의 목적은 Snort에서 잘못된 alarm이 발생했을 때, 이것에 대한 XIBL의 행동 양식을 관찰하는 것이다.
  • 이 실험의 목적은 Snort alarm에 대한 XIBL의 행동 분석으로 각 공격 타입별로 진성경보와 오경보 사이 서로 구별될 수 있는 패턴이 존재하는가 인데, 만약 존재한다면 위에서 제안한 결합 모형이 그 논리적 타당성을 가지고 있음을 알 수 있다.
  • 여기서 주의해야 할 것은 본 논문에서 사용한 침입 탐지 성능의 향상이라 함은 단순히 정확도의 수 치적증가를 의미하지 않고 오경보의 줄임을 의미한다. 즉 본 논문에 제시된 모델의 주 목적은 Misuse system과 학습 기반 anomaly system의 결합으로 Misuse System의 오경보를 줄이는 것이 주된 목적인 것이다. 또한 이런 모델의 적용은 어느 정도 진성경보률의 희생을 요구한다.
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참고문헌 (17)

  1. S. Patton, W. Yurcik and D. Doss, 'An Achilles Heel in Signature-Based IDS : Squealing False Positives in SNORT,' Lecture Notes in Computer Science, 2001 

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  3. I. Weon, D. Song, C. Lee, Y. Heo and J. Jang, 'A Machine Learning approach toward an environment-free network anomaly IDS A primer report,' Proc. of 5th International Conference on Advanced Communication Technology, 2003 

  4. C. Kruegel and T. Toth, 'Using decision trees to improve signature-based detection,' In 6th Symposium on Recent Advances in Intrusion Detection (RAID), Lecture Notes in Computer Science, Springer Verlag, USA, September, 2003 

  5. M. Mahoney and P. Chan, 'PHAD : Packet Header Anomaly Detection for Identifying Hostile Network Traffic,' Florida Institute for Technology Technical Report CS-2001-04 

  6. R. Lippman et als., 'Evaluation intrusion detection systems : The 1998 DARPA off-line intrusion detection evaluation,' Proc. of DARPA Information Survivability Conference and Exposition, pp.12-26, 2000 

  7. K. Julisch, 'Mining alarm clusters to improve alarm handling efficiency,' 17th Annual Computer Security Application Conference (ACSAC), pp.12-21, 2000 

  8. K. Julisch and M. Dacier, 'Mining Intrusion Detection Alarms for Actionable Knowledge,' 8th ACM International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining, 2002 

  9. S. Manganaris, M. Christensen, D. Zerkle and K. Hermiz, 'A Data Mining Analysis of RTID Alarms,' 2nd Workshop on Recent Advances in Intrusion Detection (RAID99), 1999 

  10. SNORT, http://www.snort.org 

  11. D. Aha and D. Kibler, 'Noise-tolerant instance-based learning algorithms,' Proceedings of the Eleventh International Joint Conference on Artificial Intelligence, pp.794-799, 1989 

  12. McHugh, J., 'Testing Intrusion Detection Systems : A critique of the 1998 and 1999 DARPA Intrusion Detection System Evaluations as Performed by Lincoln Laboratory,' ACM Transactions on Information and System Security, Vol.3, No.4, Nov., 2000 

  13. M. Roech, 'SNORT-lightweight Intrusion Detection in Networks,' USENIX/LISA Conference, 1999 

  14. J. R. Quinlan, 'Probabilistic Decision Trees, in Machine Learning : An Artificial Intelligence approach,' in Machine Learning III, (ed. Yves Kodratoff), Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Mateo, California, pp.140-152, 1990 

  15. C. Stanfill and D. Waltz, 'Toward memory-based reasoning,' Communications of the ACM, 1986 

  16. S. Cost and S. Salzberg, 'A Weighted Nearest Neighbor Algorithm for Learning with Symbolic Features,' Machine Learning 10, pp.57-78, 1993 

  17. 김도진, 'IBL을 사용한 네트워크 기반 침입탐지 시스템과 평가 모델의 연구,' 건국대학교 석사학위 청구논문, 2003 

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