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API 콜 시퀀스와 Locality Sensitive Hashing을 이용한 악성코드 클러스터링 기법에 관한 연구
A Study on Malware Clustering Technique Using API Call Sequence and Locality Sensitive Hashing 원문보기

情報保護學會論文誌 = Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, v.27 no.1, 2017년, pp.91 - 101  

고동우 (고려대학교 정보보호대학원) ,  김휘강 (고려대학교 정보보호대학원)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

API(Application Program Interface)시퀀스 분석분석 대상 프로그램에서 API 콜 정보를 추출한 후 분석하는 기법으로 다른 기법들에 비해 대상의 행위를 특징할 수 있는 장점이 있다. 하지만 기존의 API 콜 시퀀스 분석기법은 동일한 기능을 수행하는 함수를 상이한 함수로 잘못 식별하여 분석을 수행하는 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 API 각각을 추상화시키는 방식을 추가하여 기존의 식별 문제를 해결하고 분석 성능을 향상시키고자 한다. 그 후 분석 대상들에서 획득한 추상화된 API 콜 시퀀스에 LSH(Locality Sensitive Hashing) 기법을 적용하여 각 분석 대상들 간의 유사도를 계산하고 유사한 유형끼리 클러스터를 형성하는 과정을 수행하였다. 본 연구는 악성코드 분석 시 악성코드의 유형을 파악하는 데 요긴하게 사용할 수 있으며, 최종적으로는 해당 유형 정보를 기반으로 악성코드 분석의 정확도를 향상시키는 데 기여할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

API call sequence analysis is a kind of analysis using API call information extracted in target program. Compared to other techniques, this is advantageous as it can characterize the behavior of the target. However, existing API call sequence analysis has an issue of identifying same characteristics...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 같은 기능을 수행하는 API를 같은 의미로 처리하지 않을 경우에는 유사도 측정에 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 같은 기능을 수행하는 API는 같은 의미로 인식할 수 있도록 추상화 해 주는 방식을 채용하여 유사도 측정 시 발생할 수 있는 문제를 줄이고자 한다. 기영준 외 2인이 연구한 논문에서도 추상화 기법이 적용되어 있는데[10], 해당 논문에서는 MSDN 정보를 이용하여 API 추상화를 수행하였지만 본 논문에서는 cuckoo sandbox에서 정의한 API 카테고리를 이용하여 추상화 테이블을 생성하여 추상화를 수행하였다.
  • 본 논문에서는 다량의 악성코드 유포에 따른 기존 분석 방식의 어려움을 극복할 수 있는 악성코드 자동화 분석 방식 중의 하나인 API 콜 시퀀스를 이용한 악성코드 클러스터링 기법을 제안하였다. 본 연구는 LSH 기법을 이용하여 유사한 행위를 수행하는 악성코드를 클러스터링 하는 데 목적을 두고 있고, API 추상화를 통해 기존 API 콜 시퀀스 기반의 악성코드 탐지 기법의 문제점을 극복하려 하였다.
  • 본 논문에서는 다량의 악성코드 유포에 따른 기존 분석 방식의 어려움을 극복할 수 있는 악성코드 자동화 분석 방식 중의 하나인 API 콜 시퀀스를 이용한 악성코드 클러스터링 기법을 제안하였다. 본 연구는 LSH 기법을 이용하여 유사한 행위를 수행하는 악성코드를 클러스터링 하는 데 목적을 두고 있고, API 추상화를 통해 기존 API 콜 시퀀스 기반의 악성코드 탐지 기법의 문제점을 극복하려 하였다.
  • 본 연구에서 제안하는 악성코드 클러스터링 기법은 다음과 같은 기존 연구의 문제점을 극복하는 데 주안점을 두었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 API 콜 시퀀스 분석기법은 어떤 문제점이 있나? API(Application Program Interface) 콜 시퀀스 분석은 분석 대상 프로그램에서 API 콜 정보를 추출한 후 분석하는 기법으로 다른 기법들에 비해 대상의 행위를 특징할 수 있는 장점이 있다. 하지만 기존의 API 콜 시퀀스 분석기법은 동일한 기능을 수행하는 함수를 상이한 함수로 잘못 식별하여 분석을 수행하는 문제점이 존재한다. 본 연구에서는 API 각각을 추상화시키는 방식을 추가하여 기존의 식별 문제를 해결하고 분석 성능을 향상시키고자 한다.
API(Application Program Interface) 콜 시퀀스 분석은 무엇인가? API(Application Program Interface) 콜 시퀀스 분석은 분석 대상 프로그램에서 API 콜 정보를 추출한 후 분석하는 기법으로 다른 기법들에 비해 대상의 행위를 특징할 수 있는 장점이 있다. 하지만 기존의 API 콜 시퀀스 분석기법은 동일한 기능을 수행하는 함수를 상이한 함수로 잘못 식별하여 분석을 수행하는 문제점이 존재한다.
LSH 기법에서 대표적인 알고리즘에는 무엇이 있나? LSH 기법은 1bit의 내용만 달라져도 전체 해시 값이 확연히 달라지는 일반적인 해시와 달리 비슷한 데이터의 충돌(collision) 확률을 극대화하여 유사한 데이터들 끼리 유사한 해시 값을 가지도록 하여 유사도를 비교하는 해시 알고리즘이다. ssdeep, simhash, TLSH 등이 대표적인 알고리즘이다.
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참고문헌 (20)

  1. Kaspersky Lab, "Kaspersky Security Bulletin 2015," Kaspersky Lab, Dec. 2015. 

  2. S.A. Hofmeyr, S. Forrest and A. Somayaji, "Intrusion detection using sequences of system calls," Journal of computer security, vol. 6, no. 3, pp. 151-180, Jul. 1998. 

  3. A. Sami, B. Yadegari, H. Rahimi, N. Peiravian, S. Hashemi, and A. Hamze, "Malware detection based on mining API calls," Proceedings of the 2010 ACM symposium on applied computing, pp. 1020-1025, Mar. 2010. 

  4. Kyoung-Soo Han, In-Kyoung Kim and Eul-Gyu Im, "Malware Family Classification Method using API Sequential Characteristic," Journal of Security Engineering, 8(2), pp. 319-335, Apr. 2011. 

  5. Jae-woo Park, Sung-tae Moon, Gi-Wook Son, In-Kyoung Kim, Kyoung-Soo Han, Eul-Gyu Im and Il-Gon Kim, "An Automatic Malware Classification System using String List and API," Journal of Security Engineering, 8(5), pp. 611-626, Sep. 2011. 

  6. Strace Nt, IntellectualHeaven, http://www.strace-nt.com-about.com/ 

  7. M.K. Shankarapani, S. Ramamoorthy, R.S. Movva and S. Mukkamala, "Malware detection using assembly and API call sequences," Journal in computer virology, vol. 7, no. 2, pp. 107-119, May. 2011. 

  8. M. Alazab, S. Venkatraman, P. Watters and M. Alazab, "Zero-day malware detection based on supervised learning algorithms of API call signatures," Proceedings of the 9-th Australasian Data Mining Conference, vol. 121, pp. 171-182, Dec. 2011. 

  9. E. Elhadi, M.A. Maarof and B. Barry, "Improving the Detection of Malware Behavior Using Simplified Data Dependent API Call Graph." International Journal of Security and Its Applications, vol. 7, no. 5, pp. 29-42, Sep. 2013. 

  10. Youngjoon Ki, Eunjin Kim, and Huy Kang Kim. "A novel approach to detect malware based on API call sequence analysis," International Journal of Distributed Sensor Networks, vol. 11, no. 6, Jan. 2015. 

  11. Jae-wook Jang, Jiyoung Woo, Aziz Mohaisen, Jaesung Yun, and Huy Kang Kim, "Mal-Netminer: Malware Classification Approach Based on Social Network Analysis of System Call Graph," Mathematical Problems in Engineering, vol. 2015, Aug. 2015. 

  12. Y. Ye, D. Wang, T. Li, D. Ye and Q. Jiang, "An intelligent PE-malware detection system based on association mining," Journal in computer virology, vol. 4, no. 4, pp. 323-334, Nov. 2008. 

  13. M. Ahmadi, A. Sami, H. Rahimi and B. Yadegari, "Malware detection by behavioural sequential patterns," Computer Fraud & Security, vol. 2013, no. 8, pp. 11-19, Aug. 2013. 

  14. G.G. Sundarkumar, V. Ravi, I. Nwogu and V. Govindaraju, "Malware detection via API calls, topic models and machine learning," 2015 IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), pp. 1212-1217, Aug. 2015. 

  15. Y. Li, S.C. Sundaramurthy, A.G. Bardas, X. Ou, D. Caragea, X. Hu and Jiyong Jang, "Experimental study of fuzzy hashing in malware clustering analysis," 8th Workshop on Cyber Security Experimentation and Test (CSET 15), pp. 52-59, Aug. 2015. 

  16. J. Kornblum, "Identifying almost identical files using context triggered piecewise hashing," Digital investigation, vol. 3, pp. 91-97, Sep. 2006. 

  17. C. Sadowski and G. Levin, "Simhash: Hash-based Similarity Detection," UCSC-SOE-11-07, University of California, Feb. 2011. 

  18. J. Oliver, C. Cheng and Y. Chen, "TLSH - A Locality Sensitive Hash," Cybercrime and Trustworthy Computing Workshop (CTC), pp. 7-13, Nov. 2013. 

  19. Automated Malware Analysis - Cuckoo Sandbox, Cuckoo Foundation, https://www.cuckoosandbox.org/ 

  20. malwares.com, SAINT SECURITY, https://www.malwares.com/ 

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