Scanning Worm Detection Algorithm Using Network Traffic Analysis

Scanning worm increases network traffic load and result in severe network congestion because it is a self-replicating worm and send copies of itself to a number of hosts through the Internet. So an early detection system which can automatically detect scanning worms is needed to protect network from those attacks. Although many studies are conducted to detect scanning worms, most of them are focusing on the method using packet header information. The method using packet header information has long detection delay since it must examine the header information of all packets entering or leaving the network. Therefore we propose an algorithm to detect scanning worms using network traffic characteristics such as variance of traffic volume, differentiated traffic volume, mean of differentiated traffic volume, and product of mean traffic volume and mean of differentiated traffic volume. We verified the proposed algorithm by analyzing the normal traffic captured in the real network and the worm traffic generated by simulator. The proposed algorithm can detect CodeRed and Slammer which are not detected by existing algorithm. In addition, all worms were detected in early stage: Slammer was detected in 4 seconds and CodeRed and Witty were detected in 11 seconds.

네트워크 트래픽 특성 분석을 통한 스캐닝 웜 탐지 기법

스캐닝 웜은 자기 스스로 복제가 가능하며 네트워크를 통해서 짧은 시간 안에 아주 넓은 범위에 걸쳐 전파되므로 네트워크의 부하를 증가시켜 심각한 네트워크 혼잡현상을 일으킨다. 따라서 실시간으로 스캐닝 웜을 탐지하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으나 대부분의 연구가 패킷 헤더 정보를 이용하는 방법에 중점을 두고 있으며, 이 방법은 네트워크의 모든 패킷을 검사해야 하므로 비효율적이며 탐지시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 네트워크 트래픽량, 트래픽량의 미분값, 트래픽량의 평균 미분값, 트래픽량의 평균 미분값과 평균 트래픽량의 곱에 대한 variance를 통해 스캐닝 웜을 탐지하는 기법을 제안한다. 실제 네트워크에서 측정한 정상 트래픽과 시뮬레이터로 생성한 웜 트래픽에 대해 성능을 분석한 결과, 기존의 탐지기법으로는 탐지되지 않는 코드레드와 슬래머를 제안한 탐지기법으로 탐지할 수 있었다. 또한 탐지속도를 측정한 결과 웜 발생초기에 모두 탐지가 되었는데, 슬래머는 발생 후 4초만에 탐지되었으며, 코드레드와 위티는 발생한지 11초만에 탐지되었다.