[논문]실시간 고속 네트워크 침입 탐지 엔진 설계 및 구현

조혜영; 김주홍; 장종수; 김대영

실시간 고속 네트워크 침입 탐지 엔진 설계 및 구현
Design and Implementation of Real-Time and High Speed Detection Engine for Network Intrusion Detection System 원문보기

조혜영 (한국전자통신대학교) , 김주홍 (한국전자통신대학교) , 장종수 (한국전자통신연구원) , 김대영 (한국전자통신대학교)

초고속 인터넷 망이 빠른 속도로 구축이 되고, 네트워크에 대한 해커나 침입자들의 수가 급속히 증가함에 따라, 실시간 고속 패킷 처리가 가능한 네트워크 침입 탐지 시스템이 요구되고 있다. 이러한 실시간 고속 네트워크 침입 탐지 시스템의 핵심 기술로써 수신된 패킷에서 침입 정보를 고속으로 탐지해내는 침입 탐지 엔진 기술은 필수적이다. 본 논문에서는 인텔의 IXP1200 네트워크 프로세서를 기반으로 하는 하드웨어 구조상에서 고성능 네트워크 침입 탐지 시스템을 위한 실시간 고속 탐지 엔진 구조와 프로그래밍 방법을 제안하였다.

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문제 정의

본 논문에서는 네트워크 프로세서를 기반으로 한 고성능 네트워크 침입 탐지 시스템에서의 효율적인 탐지 엔진 구조를 설계 하였다. 특히 인텔 네트워크 프로세서 IXP1200을 활용한 고성능 침입 탐지 시스템의 구조를 설계하고, 침입 탐지 시스템의 핵심 부분인 침입 탐지 엔진의 효율적인 구조를 제안하였다.
본 논문에서는 현재 가장 널리 사용되고 있는 공개 소스 네트워크 침입 탐지 시스템 (Network Intrusion Detection System, NIDS) 중의 하나인 Snort 를 모델로 하여, 인넬 IXP1200 네트위크 프로세서를 이용한 고성능 네트워크 침입 탐지 시스템에서의 효율적인 침입 탐지 엔진 시스템 구조를 설계 하고 소프트웨어 프로그래밍 방법을 제안하였다. ⑶⑷

제안 방법

IP, UDP, ICMP로 분류한다. 각 프로토콜마다 하나 이상씩 존재하는 탐지 엔진 하드웨어 쓰레드가 StrongArm으로부터 받은 미 리 저장된 룰 시그너처와 패킷의 정보를 비교하여 수상한 패킷을 탐지한다. 마이크로엔진은 수상한 패킷을 탐지하면 StrongArm에게 탐지된 패킷의 룰 번호와 패킷의 정보를 알린 다.
IXP12000 네트워크 프로세서를 기반으로 하는 침입 탐지 시스템 (Network Processor-based Intrusion Detection System, NPTDS)은 침입을 탐지하고자 하는 대상 네트워크 상에 존재 하면서 수상한 패킷이 있는지 탐지한다. 네트워크 프로세서의 MAC 디바이스로부터 수신된 패킷올 저장된 룰 시크너처 데이 터베이스에서 검색하여, 침입 여부를 판정한다. 이상이 없을시 (그림1의 Packet flow(l))f 내부 망으로 패킷올 수정 없이 전달 하고, 침 입 탐지시(그림1의 Packet flow(2)), StrongArmo] 호스트에 경고 메시지를 보낸다.
마이日로엔진에서는 이더넷 프레임의 수신, 송신, 에러 체크 등 이더넷 MAC, 디바이스 드라이버의 역할과 IP 패킷의 수신 및 송신, 에러 체크 등을 담당한다. 또한 침입 탐지를 위한 시그너처를 호스트 프로세서와 Strong Arm 통해서 받고, 이 시그너처 데이터베이스와 네트워크 상에 수신 되어 분류된 패킷올 비교하여, 침입올 탐지한다.
침입 탐지 엔쟌은 네트워크 프로세서를 기반으로 하는 침입 탐지 시스템에서 시그너처 데이터베이스 관리와 시그너처를 검 색하여 직접 침입을 탐지하는 기능을 담당한다. 본 장에서는 마이m로엔진의 침입 탐지 엔진에서 네트워크 상의 TCP, IP, UDP, ICMP 등의 모든 프로토콜에 대해서 침입을 탐지하고 관 리하느냐, 아니면 탐지 엔진을 프로토콜별로 나누어 침입을 탐 지하고 관리하느냐에 따라, 통합헝 침입 탐지 엔진 시스템과 분산형 침입 탐지 엔진 시스템을 설계하였다.
아래에는 분산형 침입 탐지 엔진 시스템에서 마이크로 엔진 쓰레드에 탐지 엔진을 할당하는 방법을 제안한다.
전체 네트워크 트래픽에서 TCP, IP, UDP, ICMP 등 각 프로토콜이 차지하는 비율은 차이가 있다. 침입 탐지 대상 네트워크의 프로토콜 트래픽 비율을 분석하여, 마이크로엔진의 각 쓰레드에 프로토콜 탐지 엔진을 할당할 때, 각 프로토콜이 차지하는 비율에 따라 프로토콜별 전용 마이크로엔진 쓰레드의 수를 조절하여 균형 분배한다.
본 논문에서는 네트워크 프로세서를 기반으로 한 고성능 네트워크 침입 탐지 시스템에서의 효율적인 탐지 엔진 구조를 설계 하였다. 특히 인텔 네트워크 프로세서 IXP1200을 활용한 고성능 침입 탐지 시스템의 구조를 설계하고, 침입 탐지 시스템의 핵심 부분인 침입 탐지 엔진의 효율적인 구조를 제안하였다.
현재 본 논문에서 제안한 침입 탐지 엔진을 활용하여, 고성능 네트워크 침입 탐지 시스템을 구현하고 있다. 향후 네트워크 프로세서에 기반한 침입 탐지 시스템과 기존의 소프트웨어 방식의 침입 탐지 시스템과의 성능을 비교 분석하고, 또한 본 논문에서 제안한 여러 가지 탐지 엔진 구조 및 할당 방법간의 성능비교 분석을 통하여, 효과적인 탐지 엔진 실현 방법을 제시할 것이다.

성능/효과

마이크로엔진의 각 쓰레드에 프로토콜 탐지 엔진을 할당할 때, 이와 같은 프로토콜룰 시그너처 비율에 따라, 프로토콜별 전용 마이크로엔진 쓰레드의 수를 조절하고 분배함으로써, 더욱 효율적인 탐지 엔진을 설계할 수 있다.

후속연구

현재 본 논문에서 제안한 침입 탐지 엔진을 활용하여, 고성능 네트워크 침입 탐지 시스템을 구현하고 있다. 향후 네트워크 프로세서에 기반한 침입 탐지 시스템과 기존의 소프트웨어 방식의 침입 탐지 시스템과의 성능을 비교 분석하고, 또한 본 논문에서 제안한 여러 가지 탐지 엔진 구조 및 할당 방법간의 성능비교 분석을 통하여, 효과적인 탐지 엔진 실현 방법을 제시할 것이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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