본 논문에서는 네트워크 기반 분산 침입탐지 시스템을 위한 커널 수준 침입탐지 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 탐지분석으로 침입탐지 과정을 분리하고 침입탐지 규칙 생성 요구에 대한 침입탐지 자료구조로의 변환을 사용자 응용 프로그램 수준에서 수행하며 생성된 자료구조의 포인터 연결을 커널 수준에서 수행한다. 침입탐지 규칙 변경은 노드를 삭제하지 않고 삭제표시만 수행하고 새로운 노드를 추가하는 삭제마크 띤 노드추가 방식 통하여 수행한다 제안하는 기법은 탐지과정의 분리를 통해 분산 네트워크 환경에 효율적으로 적용할 수 있으며 커널기반 침입탐지 방식을 사용하여 사용자 응용 프로그램으로 동작하는 에이전트기반의 침입탐지 기법에 비해 탐지속도가 빠르다. 침입탐지 규칙 변경은 삭제마크 및 노드추가 방식을 통해서 규칙변경과 침입탐지를 동시에 수행하기 위한 커널의 부하를 줄일 수 있다. 이를 통해 다양한 네트워크 공격에 대하여 신속하게 대응할 수 있다. 그러므로, 서비스거부 공격과 같이 네트워크 과부하가 발생하는 환경에서도 신속한 침입탐지와 탐지효율을 증가시킬 수 있다는 장점을 가진다.
지금까지 침입탐지 시스템에 대한 많은 연구와 개발이 수행되었음에도 불구하고 시스템에 불법적인 접속이나 공격방법은 역으로 침입탐지 시스템을 무력화시키거나 침입탐지 시스템의 취약성을 이용하는 등 지능화되고 다양해지고 있는 실정이다. 따라서 단일침입탐지 시스템으로 현재의 고도화되고 지능화된 침입과 공격들을 정확하게 탐지하거나 완벽하게 대응할 수 없다. 본 논문에서는 침입탐지 시스템의 취약점 분석과 더불어 단일 침입탐지 시스템의 단점을 보완하고자 침입탐지 감사자료의 다양화를 통한 다중센서 기반의 침입탐지 시스템에 대하여 제안하고자 한다.
컴퓨터망의 확대 및 컴퓨터 이용의 급격한 증가에 따른 부작용으로 컴퓨터 보안 문제가 중요하게 대두되고 있다. 이에 따라 침입자들로부터 침입을 줄이기 위한 침입탐지시스템에 대한 요구가 증가되고 있다. 이에 본 논문에서는 침입탐지시스템의 기술적 구성요소 및 일반적인 요구사항과 침입탐지시스템의 분류방법, 그리고 대표적인 침입탐지기술에 대하여 살펴보고, 현재 국외에서 개발된 침입탐지시스템들을 데이터소스와 침입모델을 기반으로 분석하며, 국외 침입탐지시스템 현황과 국내 정보보호 산업에서 침입탐지시스템의 위상을 살펴본 후, 침입탐지시스템에 대한 연구 필요성에 대해 논한다.
본 논문에서는 커널수준의 침입탐지를 위한 동적 침입탐지 규칙 변경 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 침입탐지 규칙은 규칙타입 프로토콜 타입, 패킷 헤더와 패킷 페이로드에 대한 검사를 수행하기 위한 규칙들로 세분화하여 LVR로 표현하고 이들 LVR이 계층적으로 구성된 IDRL로 관리한다. 침입탐지는 IDRL을 이용하여 수행하며, 규칙에 대한 변경은 변경된 규칙에 대한 LVR을 구성하고 LV를 이용한 포인터 변경을 이용하여 IDRL에 반영하는 방법이다. 제안하는 기법은 IDRL을 이용한 침입탐지와 탐지규칙의 변경을 IDRL에 최소한의 비용으로 수행하고, LVR을 이용하여 침입탐지 규칙을 디스크와 메모리에 동일한 형태로 저장 및 관리하여 탐지규칙 초기화 비용과 변경 비용을 최소화할 수 있다. 이를 통하여 보다 안전한 커널 수준에서의 네트워크 보안을 위한 효율적인 동적 침입탐지 규칙 변경을 지원할 수 있다는 장점을 가진다.
개개의 침입탐지 시스템에서 탐지한 경보(alert) 자료의 공유를 쉽게 하기 위해서, IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 IDEF(Intrusion Detection Exchange Format)모델을 제안하였다[1]. 특히, IDEF는 최근에 관심이 모아지고 있는 다수의 침입탐지 시스템(이하 ‘통합 침입탐지 시스템’)을 통합 관리하는 방식에서 각 단말 침입 탐지시스템의 침입 경보자료의 수집 관리를 용이하게 할 수 있다. 그러나, 통합 침입탐지 시스템에서 개개의 침입 탐지 시스템에서 발견하지 못하는 침입을 판단하거나 판단의 정확성을 높이기 위해서는 기존의 IDEF에 추가적인 자료가 요구되어 진다. 본 논문에서는 통합 침입탐지 시스템의 상위 시스템에서 수집된 경보 자료를 IDEF의 관계형 데이터베이스 스키마로 변환하는 방식을 제시하였다. 그리고, 통합 침입탐지시스템에서 추가적으로 필요한 자료에 의거하여 DDoS공격탐지에 필요한 자료형을 IDEF에 확장하였다.
침입탐지 시스템은 Audit 시스템, 침입탐지 엔진, 침입대응 시스템으로 나눌 수 있다. Audit 시스템을 통하여 감사자료를 수집하고, 침입탐지 엔진을 이용하여 침입을 탐지하며 대응 시스템을 통하며 침입에 대한 대응 및 대책을 세우게 된다. 지금까지 Audit 시스템은 침입탐지 엔진의 일부로 설계, 구현되어왔다. 이는 침입탐지 엔진에 따라 Audit 시스템도 함께 변경되어야 하는 비효율성을 가져왔다. 본 논문에서는 침입탐지 엔진과 독립적으로 Audit data 수집하고 관리하며 침입탐지 엔진과 효율적으로 연동될 수 있는 Audit 시스템을 설계 및 구현하였다. 탐지엔지을 알고리즘 개발 및 엔진의 변경시에 본 시스템과 연동하면 별다른 Audit 시스템 구현없이 효율적이고 빠르게 테스트 및 검증할 수 있다.
다양한 위협과 침입공격에 노출되어 있는 조직의 경우, 특정 제품에서 제공하는 한정된 침입탐지패턴의 한계를 극복하여 침입사건을 효과적으로 탐지하여 대응하기 위하여 이기종 침입탐지시스템 설치 및 운용이 요구된다. 이기종 침입탐지시스템 운용은 침입탐지 감사데이터 포맷이 제품별로 상이하고, 두개 제품 이상에 구현된 동일한 침입탐지 패턴이라도 설계의 차이점에 기인하여 오판률 가능성이 증가할 가능성이 있으며, 특히 탐지사건에 대한 대응으로 e-mail, SMS 등을 이용할 경우 중복 탐지로 인한 과도한 대응 등의 문제점이 있을 수 있으므로 이기종 침입탐지시스템 운영 환경에 적합한 기종간 통합 및 대응 모델과 관련 모듈 설계에 관한 연구가 필요하다 본 논문에서는 최근 연구되는 Aggregation 및 Correlation 개념을 적용하여 이기종 침입탐지시스템 운용 환경에서 침입탐지패턴 통합 및 대응을 위한 요구사항을 도출하고 통합 및 대응을 위한 IPMAC 모델 및 탐지알고리즘을 제시하여 관련 모듈을 설계 및 구현한 결과를 제안한다.
기존에 보안을 위해 개발되어온 취약점 검색도구는 최근 들어 불법침입을 위한 도구로 이용되고 있으며 이제는 웹사이트에서도 쉽게 취약점 검색도구와 악의적인 프로그램들을 구할 수 있게 되었다. 이에 대한 방안으로 현재 침입차단 기능을 가지는 방화벽과 침입탐지 기능을 가지는 침입탐지시스템이 개발되어 왔다. 방화벽은 외부 네트워크와 내부 네트워크 사이에 위치하여 인증된 트래픽만을 허용함으로써 보안을 유지할 수 있으나 사전에 미리 IP 주소나 포트 등을 등록하여 해당 IP 주소와 포트로부터의 접근을 허용하거나 막는 정적인 방법이었다. 또한 침입탐지시스템은 침입탐지에 대한 룰을 내장하여 칩입행동을 실시간으로 탐지하는 기능을 가지지만 그에 대한 대응이 실시간 차단이 아니라 공격자와 관리자에게 경고메일을 보내는 수준이므로 침입탐지 이후에 생기는 불법행동에 대한 커다란 위험이 따른다 본 논문에서는 그에 대한 해절 방안으로 방화벽의 침입차단 기능과 침입탐지시스템의 실시간 침입탐지 기능을 갖춘 실시간 침입탐지 및 차단을 위한 시스템을 제안한다.
인터넷이 생활의 중요한 요소로 자리잡기 시작하면서 네트워크의 침해 사고가 급증하고 있는 현실이다. 이러한 침해 사고를 예방하기 위해 침입 탐지 시스템(IDS)과 방화벽(Firewall)이 많이 사용되고 있다. 방화벽과 침입 탐지 시스템은 연동은 서로의 단점을 보완하여 더 강력하게 네트워크를 보호할 수 있다. 방화벽과 침입 탐지 시스템을 위한 시뮬레이션 모델은 DEVS (Discrete Event system Specification) 방법론을 사용하여 구성하였다. 본 논문에서는 실제 침입 데이터를 발생시켜 실제 침입에 가까운 상황 가운데 침입 행위를 판별하도록 구성하였다. 이렇게 구성된 시뮬레이션 모델을 사용하여 침입탐지 시스템의 핵심 요소인 침입 판별이 효과적으로 수행되는지를 시뮬레이션 할 수 있다. 현재의 침입은 광범위해지고, 복잡하게 되어 한 침입 탐지 시스템이 독립적으로 네트워크의 침입을 판단하기 어렵게 되었다. 이를 위해 네트워크 내에 여러 침입 탐지 시스템 에이전트를 배치하였고, 에이전트들이 서로 정보를 공유함으로써 공격에 효과적으로 대응할 수 있도록 하였다. 침입 탐지 시스템이 서로 협력하여 침입을 탐지하고, 이런 정보를 침입 차단 시스템에게 넘겨주게 된다. 이와 같은 구성을 통해서 공격자로부터 발생된 패킷이 네트워크 내로 들어오는 것을 원천적으로 막을 수 있도록 하였다.
침입탐지의 종류를 탐지 방법 측면에서 구분해보면 크게 이상탐지와 오용탐지로 나뉘어진다. 침입탐지의 주된 목적은 탐지오류를 줄이고 정확한 침입을 판가름하는데 있다. 그러나 기존의 이상탐지와 오용탐지 기법은 그 방법론상에 이미 판단오류 가능성을 내포하고 있다. 이상탐지는 정상적인 사용에 대한 템플릿을 기초로 하므로 불규칙적인 사용에 대처할 수 없고, 오용탐지는 침입 시나리오라는 템플릿에 기초하므로 알려지지 않은 침입에 무방비 상태인 문제가 있다. 침입의 주요 목적은 관리자의 권한을 얻는 것이며 그 상태에서 쉘을 얻은 후 원하는 바를 행하는 데 있을 것이다. 그러므로 그 상태를 얻으려는 프로세스와 추이와 결과를 모니터링하여 대처하면 호스트기반 침입의 근본적인 해결책이 될 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 프로세스의 상태를 모니터링함으로써 컴퓨터시스템의 침입을 탐지하는 새로운 기술에 대해 제안하고 설명한다. 프로세스의 상태는 일반상태, 특권상태 관리자상태 등으로 구분되며, 시스템에 의해 부여된 실사용자ID, 유효ID, 실그룹ID, 유효그룹ID를 점검함으로써 이루어진다. 본 연구에서 모니터링에는 BSM을 사용하며, 호스트기반에서 사용한 프로세스의 상태 모니터링에 의한 침입탐지시스템 구현한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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