플로우 시각화 기반의 네트워크 보안 상황 감시

Monitoring Network Security Situation Based on Flow Visualization

  • 장범환 (호원대학교 사이버수사보안학부)
  • 투고 : 2016.08.22
  • 심사 : 2016.09.28
  • 발행 : 2016.09.30

초록

본 논문은 플로우 시각화 기반의 네트워크 보안 상황 감시 방법인 VisFlow를 제안하며, 기존 트래픽 플로우 시각화 기술의 단점인 대량 트래픽 발생 시의 직관성 상실 문제, 대칭적 주소 공간에 의한 반사현상 문제, 종단간 연결 의미의 상실 문제를 해결하고자 한다. VisFlow는 단순하고 효율적인 보안 시각화 인터페이스로써 플로우 시각화 기술을 활용하여 개별적인 트래픽 데이터들에서는 볼 수 없었던 다양한 네트워크 현상들을 패턴으로 형상화하고 관리 네트워크 내의 보안 상황을 실시간으로 분석 및 감시하는 방법이다. 트래픽 플로우의 포트 역할 분석 방법을 이용하여 노드 유형과 중요 정보를 식별 분류하고, 분류된 정보는 중요도에 따라 2D/3D 공간 상에 단순화 및 강조하여 표시함으로써 직관성과 실용성을 높인다. 또한, IP주소값에 기반한 비대칭적 노드 배치를 통해 반사현상 문제를 해결하고 노드간의 연결선을 활용하여 종단간의 세션 의미를 유지함으로써 정보성은 높인다. 관리자는 VisFlow를 통해 방대한 트래픽 데이터를 쉽게 탐색하고 전체 네트워크 상황을 직관적으로 파악함으로써 네트워크 보안 상황을 효과적으로 감시할 수 있다.

In this paper we propose a new method of security visualization, VisFlow, using traffic flows to solve the problems of existing traffic flows based visualization techniques that were a loss of end-to-end semantics of communication, reflection problem by symmetrical address coordinates space, and intuitive loss problem in mass of traffic. VisFlow, a simple and effective security visualization interface, can do a real-time analysis and monitoring the situation in the managed network with visualizing a variety of network behavior not seen in the individual traffic data that can be shaped into patterns. This is a way to increase the intuitiveness and usability by identifying the role of nodes and by visualizing the highlighted or simplified information based on their importance in 2D/3D space. In addition, it monitor the network security situation as a way to increase the informational effectively using the asymmetrical connecting line based on IP addresses between pairs of nodes. Administrator can do a real-time analysis and monitoring the situation in the managed network using VisFlow, it makes to effectively investigate the massive traffic data and is easy to intuitively understand the entire network situation.

키워드

참고문헌

  1. E.L. Malecot, M. Kohara, Y. Hori, and K. Sakurai, "Interactively Combining 2D and 3D Visualization for Network Traffic Monitoring," Proceedings of the 3rd International Workshop on Visualization for Computer Security, pp. 123-127, 2006.
  2. 장범환, "종단간의 유사 연결 패턴을 갖는 정상 서버 활동과 공격의 구분 및 탐지 방법," 정보보호학회논문지, Vol. 22, No. 6, pp. 1315-1324, 2012.
  3. 정치윤, 손선경, 장범환, 나중찬, "시각화 기반의 효율적인 네트워크 보안 상황 분석 방법," 한국정보보호학회논문지, Vol. 19, No. 3, pp. 107-117, 2009.
  4. 장범환, "트래픽 세션의 포트 역할을 이용한 네트워크 공격 시각화," 디지털산업정보학회논문지, 제11권, 제4호, pp. 47-60, 2015. https://doi.org/10.17662/KSDIM.2015.11.4.047
  5. Beom-Hwan Chang and Chi-Yoon Jeong, "An Efficient Network Attack Visualization using Security Quad and Cube," ETRI Journal, Vol. 33, No. 5, pp. 770-779, 2011. https://doi.org/10.4218/etrij.11.0110.0570
  6. A. Giani, I.G.D. Souza, V. Berk, and G. CybenkoI, "Attribution and Aggregation of Network Flows for Security Analysis," Proceedings of the 2006 CERT FloCon Workshop, pp. 1-4, 2006.
  7. E.W. Bethel, S. Campbell, E. Dart, K. Stockinger, and K. Wu, "Accelerating Network Traffic Analytics Using Query-Driven Visualization," Proceedings of the 2006 IEEE Symposium on Visual Analytics Science and Technology, pp. 115-122, 2006.
  8. R. Ball, G.A. Fink, and C. North, "Home-Centric Visualization of Network Traffic for Security Administration," Proceedings of the 2004 ACM Workshop on Visualization and Data Mining for Computer Security, pp. 55-64, 2004.
  9. Y. Hu, "Adaptive Flow Aggregation-A New Solution for Robust Flow Monitoring under Security Attacks," Proceedings of the 10th IEEE/IFIP on Network Operations and Management Symposium, pp. 424-435, 2006.
  10. K. Lakkaraju, W. Yurcik, and A.J. Lee, "NVisionIP: Netflow Visualizations of System State for Security Situational Awareness," Proceedings of the 2004 ACM Workshop on Visualization and Data Mining for Computer Security, pp. 65-72, 2004.
  11. X. Yin, W. Yurcik, and A. Slagell, "The Design of VisFlowConnect-IP: A Link Analysis System for IP Security Situational Awareness," Proceedings of the 3rd IEEE International Workshop on Information Assurance, pp. 141-153, 2005.
  12. T. Taylor, D. Paterson, J. Glanfield and et al., "FloVis: Flow visualization system," Conference For Homeland Security, 2009. CATCH'09. Cybersecurity Applications & Technology, pp. 186-198, 2009.