[논문]능동적인 사이버 공격 트리 설계: 애트리뷰트 접근

엄정호

doi:10.13089/jkiisc.2011.21.3.67

초록
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본 논문에서는 복잡하고 변형된 공격을 탐지할 수 있는 사이버 공격 모델을 위해서 공격 시나리오를 유연하게 표현할 수 있는 능동적인 사이버 공격 트리를 제안하였다. 공격 트리는 네트워크 시스템에 대한 다양한 공격에 대해 보안 대책을 수립할 수 있도록 체계적이고 조직적인 해결책을 제시한다. 기존의 공격 트리는 정점 (${\nu}$), 엣지(${\varepsilon}$) 그리고 조합(${\theta}$)을 이용하여 공격 시나리오를 표현할 수 있다. 그러나 제한적인 애트리뷰트를 인해서 복잡하고 변형된 공격을 표현하기에는 한계가 있다. 우리는 공격 트리 애트리뷰트에 조합 요소와 위협발생확률을 추가하여 기존에 공격 트리가 갖고 있던 한계점을 해결하였다. 우선 조합요소를 강화하여 공격 순서의 모호성을 줄였으며 변형된 공격 표현의 유연성을 향상시켰다. 위협발생확률을 추가하여 자식노드부터 부모노드까지의 공격단계별 위험수준을 알 수 있게 하였다.

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In this paper, we presented a dynamic cyber attack tree which can describe an attack scenario flexibly for an active cyber attack model could be detected complex and transformed attack method. An attack tree provides a formal and methodical route of describing the security safeguard on varying attac...

In this paper, we presented a dynamic cyber attack tree which can describe an attack scenario flexibly for an active cyber attack model could be detected complex and transformed attack method. An attack tree provides a formal and methodical route of describing the security safeguard on varying attacks against network system. The existent attack tree can describe attack scenario as using vertex, edge and composition. But an attack tree has the limitations to express complex and new attack due to the restriction of attack tree's attributes. We solved the limitations of the existent attack tree as adding an threat occurrence probability and 2 components of composition in the attributes. Firstly, we improved the flexibility to describe complex and transformed attack method, and reduced the ambiguity of attack sequence, as reinforcing composition. And we can identify the risk level of attack at each attack phase from child node to parent node as adding an threat occurrence probability.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 기존의 공격 트리가 갖고 있던 제한사항을 식별하고 그에 따른 해결책을 제시함으로써 개선된 능동적인 공격 트리를 제안하였다. 기존의 AND 조합으로 연결된 노드들의 공격 이벤트는 어떤 노드부터 순차적으로 발생해야 할지, 여러 개의 조합으克 연결되어 있는 노드들 중에서 어떤 노드.
공격의 우선순위를 포함하고 있지 않다. 본 논문은 기존 공격 트리의 제한사항을 애트리뷰트 관점에서 해결하고 능동적인 사이버 공격 트리를 설계하였다.

가설 설정

(i ) lea匚nodes U internal_nodes = V: leaf_node와 internal_node들의 목적을 달성해야만 최종 목적을 달성할 수 있다.

제안 방법

제한된 공격 시나리오를 표현하기 위해서는 조합(0) 에 CON 조합식을 추가하여 표현의 유연성을 증가시켰다. 공격 위험수준은 위협발생확률(TOP)을 공격 트리 표현식에 포함하여 공격 진행 단계별로 위험의 정도를 알 수 있게 하였다.
능동적인 사이버 공격 트리(Dynamic Cyber Attack Tree; D-CAT)는 위에서 제시한 기존의 공격 트리에 대한 문제점을 공격 트리의 애트리뷰트 관점에서 몇 가지 구성요소를 추가하여 해결하였다. 문제점들은 공격 트리의 애트리뷰트 중에 조합식을 재구성함으로써 좀 더 상세하게 공격 시나리오를 표현할 수 있고 공격 이벤트의 발생 순서를 인지할 수 있다.
본 장에서는 분산서비스거부공격 (DDoS)에 대한 공격 트리를 구성하여 D-CAT를 평가한다. DDoS 중에 HTTP GET Flooding 공격〔15〕은 트래픽을 거의 유발하지 않고 정상적으로 웹 접속을 하지만 사이트 내 다이나믹 콘텐츠에 대해 집중적으로 접속을 시도하여 웹 서버를 마비시키는 공격 방법이다.
해결하였다. 제한된 공격 시나리오를 표현하기 위해서는 조합(0) 에 CON 조합식을 추가하여 표현의 유연성을 증가시켰다. 공격 위험수준은 위협발생확률(TOP)을 공격 트리 표현식에 포함하여 공격 진행 단계별로 위험의 정도를 알 수 있게 하였다.

이론/모형

노드들은 일반적으로 선택 가능한 '0R' 노드와 목적을 달성하기 위해 반드시 수행해야 하는 'AND' 노드로 구성된다〔6-8〕. 본 논문에서는 Bruce Schneier가 제시한 'Attack Tree'〔5〕를 살펴본다.

성능/효과

zi 러나 D-CAT에서는 CON 조합식으로 '동일한 웹 페이지 내 대용량 파일 다운로드 요처 이라는 공격 이벤트 38)를 예비노드로 설정하여 HTTP GET Flooding 공격 절차에서 벗어날 경우에 결합하여 새로운 변형된 공격을 탐지할 수 있도록 하였다. HTTP GET Flooding 공격은 위협발생확률이 16.7%로 UDP, SYN, ICMP Flooding 공격의 위협 발생확률을 산줄하여 비교함으S■써 위 협수준을 확인할 수 있다.
셋째, 복잡하고 변형된 공격 방법을 표현하기에는 AND나 OR 조합으로는 충분하지 못하다. 예를 들어 , 분산서비스거부공격〔9〕에서 일반적으로 SYN Floo ding 공격 .

참고문헌 (16)

Aleksandr Matrosovl, "Stuxnet Under the Microscope," www.eset.com/ resources /white-papers /Stux-net_ under_the_Microscope.pdf, 2010.
엄정호, 정태명, 한영주, 박선호, "사이버 공격과 보안기술," 홍릉과학출판사, 2009년.
Vineet Saini, Qiang Duan and Vamsi Paruchuri, "Threat modeling using attack trees," Journal of Computing Sciences in Colleges, Vol. 23, Issue 4, pp. 124-131, Apr. 2008.
S. Mauw and M. Oostdijk, "Foundations of attack trees," In Eighth Annual International Conference on Information Security and Cryptology, LNCS 3935, 2006.
Bruce Schneier, "Attack Trees: Modeling Security Threats," Dr. Dobb's Journal, Dec. 1999.
Ariel Futoransky, Luciano Notarfranc- esco, Gerardo Richarte and Carlos Sarrautel, "Building computer network attacks," Technical report, Core Labs, Core Security Technology, 2003.
Bruce Schneier, "Secrets and Lies: Digital Security in a Networked World," John Wiley & Sons, 2000.
Nayot Poolsapassit and Indrajit Ray, "Investigating Computer Attacks using Attack Trees," Advances in Digital Forensics III, Vol. 242, pp. 331-343, Nov. 2007.
이종엽, 윤미선, 이훈, "DoS 공격의 유형 분석 및 탐지 방법," KNOM Reveiw, Vol. 6, No. 2, pp. 33-40, Feb. 2004.
엄정호, 박선호, 정태명, "네트워크 취약성 분석을 위한 확장된 사이버 공격 트리에 관한 연구," 디지털산업정보학회논문지, 6(3), pp. 49-58, 2010년 9월.
Seyit Anmet Camtepe and Bulent Yener, "Modeling and Detection of Complex Attacks," Proceedings of the third international conference on security and privacy in communication networks, pp. 234-243, September 2007.
Parvaiz Ahmed Khand, "System level Security modeling using Attack trees," Proceedings of the 2nd International Conference on Computer, Control and Communication, pp. 1-6, 2009.
Jung ho Eom, Seon ho Park, Young ju Han and Tai M. Chung, "Active Cyber Attack model for Network system's Vulnerability Assessment," International Conference on Information Science and Security, pp. 153-158, Jan. 2008.
Indrajit Ray and Nayot Poolsapassit, "Using Attack Trees to Identify Malicious Attacks from Authorized Insiders," 10th European Symposium on Research in Computer Security, LNCS 3679, pp. 231-246, 2005.
"국내 주요사이트 대상 분산서비스거부공격 분석 보고서," 한국정보보호진흥원, 2009년 7월.
"DDoS 공격 비상, 어떻게 대처할 것인가? -7.7 DDoS 공격 유형 분석 및 대응방안-," 시스코 시스템즈 코리아, 2009년 7월.

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