현재의 보안활동은 침입방지, 침입탐지 및 패치 제공과 같은 수동적인 보안이 주로 수행된다. 그러나 소프트웨어에서 취약성이 존재하지 않는다는 것을 증명하는 것은 불가능한 일이다. 침입감내 시스템은 수동적인 보안이 아닌 적극적인 보안의 개념으로 침입이 발생하더라도 시스템이 제공하는 서비스를 지속적으로 제공하는 것을 목표로 하고 무결성과 가용성을 강조하는 개념이다. 본 논문에서는 현재 진행 중인 침입감내 시스템에 대한 프로젝트에 대해 알아보고 침입감내 시스템에 대해 계층기반과 복제기반으로 분류를 수행한다. 그리고 계층기반과 복제기반은 프로그램과 데이터의 관점에서 나누어 분류하고 각 4가지 분류에서 고려해야할 기술적 기능적 특징을 알아본다.
현대 사회의 발전이 급속하게 진행됨에 따라 이를 뒷받침 하는 사회 전반의 기술들도 전보다 한층 진보되고 지능화되고 있다. 특히 보안 분야에서도 기존의 공격보다 더 정교하고 지능화된 공격들이 새로 생성되고 있고 그 피해 상황도 전보다 몇 배나 크게 발생되고 있다. 기존의 침입에 대한 분류체계를 현시점에 맞게 재정립하고 분류할 필요가 있고, 현재 작동하고 있는 침입탐지 및 감지 시스템들에 이런 분류체계를 적용하여 지능화된 침입에 능동적으로 대응하여 침입 피해를 최소화하는 것이 요구되고 있다. 본 논문에서는 현재 지능적인 공격에 의해 발생하는 침입 유형을 분석하여, 목적하는 시스템의 서비스 안전성, 신뢰성, 가용성을 보장하기 위한 새로운 침입 상황분류 모델을 제안하고, 이 분류 모델을 사용하여 조기에 침입을 감지하여 침입 피해를 최소화하고 보다 능동적인 대응이 가능한 스마트한 침입 인지 시스템을 설계하고 구현하는 연구에 토대를 마련한다.
최근 침입 탐지 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다. 침입 탐지 시스템에서 침입 여부 확인을 위하여 패턴매칭 기법이 주로 사용된다. 기존의 패턴매칭 기법들은 다양한 공격 패턴들에 대한 패턴 비교 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 기존의 패턴매 칭 기법들이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 새로운 침입 탐지 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 효율적인 패턴 비교를 위하여 룰 패턴을 분류한다. 분류된 패턴은 매칭을 위하여 정형화된 트리로 구현한다. 그러므로, 본 논문에서 제안한 침입 탐지 시스템 모델은 효율적으로 네트워크 침입 탐지를 수행할 수 있다.
최근 침입 탐지시스템에 대한 관심이 증대되고 있다 침입탐지 시스템에서 침입여부 확인을 위하여 패턴매칭 기법이 주로 사용된다. 기존의 패턴매칭 기법들은 다양한 공격 패턴들에 대한 패턴 비교 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 본 논문에서는 기존의 패턴 매칭 기법들이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 새로운 침입 탐지 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 효율적인 패턴비교를 위하여 롤 패턴을 분류한다. 분류된 패턴은 매칭을 위하여 정형화된 트리로 구현한다 그러므로, 본 논문에서 제안한 침입탐지 시스템 모델은 효율적으로 네트워크 침입 탐지를 수행 할 수 있다.
최근 들어 데이터 마이닝 기법을 컴퓨터 네트워크의 침입 탐지에 적용하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 침입 탐지 분야에서 프로그램 행위가 정상적인지 비정상적인지를 분류하기 위한 방법을 연구한다. 이를 위해, 택스트 마이닝 기법중의 하나인 k 최근접 이웃 (kNN) 분류기를 이용한 새로운 방법을 제안한다. 본 논문에서는 택스트 분류 기법을 적용하기 위해 각각의 시스템 호출을 단어로 간주하고, 시스템 호출의 집합들을 문서로 간주한다. 이러한 문서들은 kNN 분류기를 이용하여 분류된다. 간단한 예제를 통하여 제안하는 절차를 소개한다.
본 연구에서는 Support Vector Machine(SVM)을 이용한 호스트 기반 침임 탐지 방법을 제안한다. 침입 탐지는 침입과 정상을 판단하는 이진분류 문제이므로 이진분류에 뛰어난 성능을 발휘하는 SVM을 이용하여 침입 탐지 시스템을 구현하였다. 먼저 감사자료를 system call level에서 분석한 후, sliding window기법에 의해 패턴 feature를 추출하고 training set을 구성하였다. 여기에 SVM을 적용하여 decision model을 생성하였고, 이에 대한 판정 테스트 결과 90% 이상의 높은 침입탐지 적중률을 보였다.
인공지능, 기계학습 및 데이터마이닝 기법들을 침입탐지 시스템에 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 많은 연구가 공격패턴의 분류를 위한 분류기(classifier)의 학습 알고리즘 성능 개선에 목적을 두고 있다. 그리고 이러한 학습 알고리즘은 대부분 일괄처리(batch) 방식으로 동작하여 실시간 침입탐지 시스템의 적용에는 적합하지 못하다. 본 논문에서는 실시간 침입탐지 시스템을 위한 점증적 특징 추출 기법과 분류가 가능한 실시간 침입탐지 시스템을 제안한다. 제안된 방법을 KDD CUP 99 자료에 적용한 결과 실시간 기법임에도 불구하고 일괄처리 방식과 비슷한 결과를 나타내었다.
기계학습 기반의 침입탐지 방법론들은 분류하고자 하는 각 클래스에 대해 균등한 많은 학습 데이터가 필요하며, 탐지 또는 분류하려는 공격유형의 추가 시 시스템을 모두 재학습해야 하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 특징학습과 계층분류 방법을 이용하여, 비교적 적은 학습 데이터를 이용한 분류 문제 및 데이터 불균형 문제를 해결하고, 새로운 공격유형의 추가가 쉬운 침입탐지 방법론을 제안하고자 한다. 제안된 시스템은 KDD 침입탐지 데이터를 이용한 실험으로 가능성을 검증하였다.
인공지능을 이용한 침입탐지 연구는 KDDCup99 데이터 세트를 사용하여 많은 연구가 이루어졌다. 이전 연구에서 SMO(SVM)알고리즘의 성능이 우수하다고 알려져 있다. 하지만 훈련에 사용되지 않은 새로운 침입유형의 침입탐지연구는 미비하다. 본 논문에서는 웨카(weka)의 SMO와 KDDCup99 훈련 데이터 세트인 kddcup.data.gz의 인스턴스를 이용하여 모델을 생성하였다. corrected.gz 파일의 인스턴스 중 기존 침입(292,300개)과 새로운 침입(18,729개)을 테스트하였다. 일반적으로 훈련에 사용되지 않은 침입 라벨은 테스트 되지 않기 때문에 새로운 침입라벨을 normal.로 변경하여 테스트하였다. 새로운 침입 18,729개의 인스턴스 중 1,827개는 침입으로 분류하였다. 새로운 침입으로 분류한 1,827개의 인스턴스는 buffer_overflow. 3개, neptune. 392개, portsweep. 164개, ipsweep. 9개, back. 511개, imap. 1개, satan. 개, 645 개, nmap. 102개로 분류되었다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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