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근거리 통신망에서의 DDoS 봇넷 탐지 시스템 구현
Implementation Of DDoS Botnet Detection System On Local Area Network 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.16 no.6, 2013년, pp.678 - 688  

허준호 (부경대학교 컴퓨터공학과) ,  홍명호 (부경대학교 컴퓨터멀티미디어공학 전공) ,  이정민 (부경대학교 컴퓨터멀티미디어공학 전공) ,  서경룡 (부경대학교 컴퓨터공학과)

초록
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단일 공격과 달리 DDoS 공격들은 네트워크에 분산된 봇넷이 동시에 타겟 서버에 공격을 개시한다. 이 경우 타겟 서버에서는 정상적인 사용자의 편의를 고려해야 하기 때문에 DDoS로 간주되는 패킷에 대하여 접속거부 조치를 취하기 어려운 점이 있다. 이를 고려하여 본 논문에서는 사용자 네트워크단위로 DDoS 공격을 탐지하고 네트워크 관리자가 조치를 취할 수 있도록 하여 전체적으로 봇넷의 규모를 줄여서 타겟 서버의 부담을 줄일 수 있는 DDoS 봇넷 탐지 시스템을 구현 하였다. 본 논문에서 제안한 DDoS 봇넷 탐지 시스템은 공격 트래픽의 시간 단위 흐름을 분석하고 수집한 이상상태에 대한 데이터베이스를 바탕으로 공격을 탐지 하도록 프로그램을 구현하였다. 그리고 패킷들의 평균개수와 표준편차를 이용하여 현재 트래픽의 임계치(Threshold)를 계산하고 이 임계치를 이용하여 DDoS 공격 여부를 판단하였다. 공격의 대상이 되는 서버를 중심으로 이루어졌던 봇넷 탐지 단위를 DDoS 봇에 감지된 공격 모듈이 속한 네트워크 단위 탐지로 전환함으로써 DDoS 공격에 대한 적극적인 방어의 개념을 고려해 볼 수 있었다. 따라서 DDoS와 DoS 공격의 차이점이라 할 수 있는 대규모 트래픽 흐름을 사전에 네트워크 관리자가 차단함으로써 봇넷의 규모를 축소시킬 수 있다. 또한, 라우터 장비 이하의 네트워크 통신에서 트래픽 공격을 사전에 차단할 수 있다면 타겟 서버의 부담뿐만 아니라 WAN 통신에서 라우터의 네트워크 부하를 상당부분 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Different Different from a single attack, in DDoS Attacks, the botnets that are distributed on network initiate attacks against the target server simultaneously. In such cases, it is difficult to take an action while denying the access of packets that are regarded as DDoS since normal user's conveni...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서 제안한 시스템은 공격의 대상이 되는 서버 중심으로 이루어졌던 봇넷 탐지 단위를 DDoS봇에 감지된 공격 모듈이 속한 네트워크 단위 탐지로 전환함으로써 DDoS 공격에 대한 적극적인 방어의 개념을 고려해 볼 수 있도록 하였다. DDoS와 DoS 공격의 차이점이라 할 수 있는 대규모 트래픽 흐름을 사전에 네트워크 관리자가 차단함으로써 봇넷의 규모를 축소시킬 수 있다는 점이 본 연구의 가장 중요한 목적이라 할 수 있다. 라우터 장비 이하의 네트워크 통신에서 트래픽 공격을 사전에 차단할 수 있다면, 타겟 서버의 부담뿐만 아니라 WAN 통신에서 라우터의 네트워크 부하를 상당부분 감소시킬 수 있는 효과를 기대해볼 수 있다.
  • 본 논문에서는 공격 트래픽의 시간 단위 흐름을 분석 하였고, 수집한 이상상태에 대한 데이터베이스를 바탕으로 공격을 탐지하고, 이를 사용자에게 알려주는 프로그램을 구현하였다. DDoS 봇넷 탐지 시스템은 실시간으로 출입하는 패킷을 분석하고, 임계치를 계산하는 방식을 이용하였다.
  • 한편, 그림 3은 네트워크 모델로 내부 모듈에서는 자체적으로 탐지 규칙을 변경하는 권한은 주어지지 않는다. 이는 악성코드가 탐지 규칙을 임의로 변경하는 것을 막기 위한 것이며, 라우터 내 컴퓨터의 부하를 최소화시키기 위한 목적도 가지고 있다. 그러므로 외부 모듈에서 자신의 소켓에 접속한 클라이언트의 탐지규칙 파일의 해시 값을 비교하고, 만약 다르다면 내부 모듈로 전송을 해서 업데이트가 이루어지는 형태이다.
  • 이 경우 타겟 서버에서는 정상적인 사용자의 편의를 고려해야 하기 때문에 DDoS로 간주되는 패킷에 대하여 접속거부 조치를 취하기 어려운 점이 있다. 이를 고려하여 본 논문에서는 사용자 네트워크 단위로 봇넷을 탐지하고 전체적으로 봇넷의 규모를 줄여서 타겟 서버의 부담을 줄이고 네트워크 관리자가 조치를 취할 수 있도록 DDoS 봇넷 탐지 시스템을 구현하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
DDoS 공격이란 무엇인가? 또한, 봇넷은 DDoS 공격, 개인정보 유출, 악성코드 전파, 대규모 스팸메일 발송등 다양한 악의적인 행동을 한다[3-6]. 그중 DDoS 공격은 분산된 여러 대의 봇넷를 이용하여 공격 하고자 하는 대상 서버에 막대한 트래픽을 전송하는 공격이다. 공격 받은 서버는 시스템 과부하로 인하여 정상적인 서비스를 하지 못하거나 다운되는 것이 특징이다.
대표적인 봇넷 탐지 기법으로는 어떠한 것이 있는가? 봇넷은 단순히 시스템에 문제를 일으키는 악성코드, 바이러스 등과는 다르게 경제적인 실익을 얻기 위하여 조직적으로 악성 행위를 수행한다. 대표적인 봇넷 탐지 기법으로는 호스트기반 탐지기법으로 가상환경에서 봇 프로그램을 실행하여 트래픽을 분석하는 기법과 네트워크 트래픽 분석을 통한 봇넷 탐지 기법이 있다.
봇넷 탐지 시스템의 구축 방법에는 어떠한 것이 있는가? 그림 1은 단일 장비나 소프트웨어에 탐지를 의존하던 기존의 네트워크 시스템구조로, 봇넷 탐지 시스템은 일반적으로 통신의 가장 바깥쪽에 위치하여 나가고 들어오는 패킷을 탐지하게 된다. 한편, 방화벽 바깥쪽, 안쪽, DMZ 영역 등의 여러 가지 구축 방법이 존재한다. 그림 1과 같은 탐지 구조는 가장 널리 쓰이지만, 일반적으로 탐지 장비의 구입에 소요되는 비용 문제와 단일 장비 또는 모듈에 의해 탐지와 조치가 이루어지기 때문에 부하 문제 또한 고려해 볼 수 있다.
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참고문헌 (19)

  1. MIT Lincoln Lab, 1999 DARPA Intrusion Detection Scenario Specific Datasets, LINCOLN LABORATORY, 1999. 

  2. MIT Lincoln Lab, 2000 DARPA Intrusion Detection Scenario Specific Datasets, LINCOLN LABORATORY, 2000. 

  3. H. Debar, M Dacier, and A Wespi, "A Revised Taxonomy for Intrusion-Detection Systems," Annals of Telecommunications, 55(7-8), pp. 361-378, 2000. 

  4. Haiqin Liu, Yan Sun, and Min Sik Kim, "Fine-Grained DDoS Detection Scheme Based on Bidirectional Count Sketch," IEEE Computer Communications and Networks (ICCCN) , pp. 1-6, 2011. 

  5. J. Frank, "Artificial Intelligence and Intrusion Detection: Current and Future Directions," Proc. the 17th National Computer Security Conference, pp. 1-11, 1994. 

  6. HS. Javitz and A. Valdes, "The Sriides Statistical Anomaly Detector," Research in Security and Privacy, 1991. Proceedings., 1991 IEEE Computer Society Symposium on, pp. 316-326, 1991. 

  7. PA. Porras and PG. Neumann, "Emerald: Event Monitoring Enabling Responses to Anomalous Live Disturbances," Proc. the National Information Systems Security Conference, pp. 1-13, 1997. 

  8. V. Paxson, "Bro: A System for Detecting Network Intruders in Real-Time," 7th Annual USENIX Security Symposium, pp. 2435-2463, 1998. 

  9. H.R. Zeidanloo and A.A. Manaf, "Botnet Detection by Monitoring Similar Communication Patterns," International Journal of Computer Science and Information Security, Vol. 7, No. 3, pp. 36-45, 2010. 

  10. J. Markoff, Russian gang hijacking PCs in vast scheme, http://www.nytimes.com/2008/08/06/ technology/06hack.html, The New York Times, 2008. 

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  12. http://alyac.altools.co.kr/Main/Default.aspx, "Alyac" 

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  16. http://www.nprotect.com/v6/service, "nprotect" 

  17. 신동진, 양해술, "유출트래픽 분석기반의 칩입 탐지시스템 설계 및 구현," 한국콘텐츠학회논문지, 제9권, 제4호, pp. 131-141, 2009. 

  18. 김기현, 조용환, 김광훈, "네트워크 탐지 정보를 이용한 좀비 PC 대응시스템," 한국엔터테인먼트산업학회 2011 춘계학술대회 논문집, pp. 186-194, 2011. 

  19. 윤성열, 하도윤, 정현철, 박선천, "SIP 환경에서의 DDoS 공격 탐지를 위한 확장된 TRW 알고리즘 검증," 멀티미디어학회논문지, 제13권, 제4호, pp. 594-600, 2010. 

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