서비스 거부(denial of service) 공격의 일종인 SYN flooding 공격은 TCP/IP 프로토콜의 오류로 인해 발생한다. 기존의 SYN flooding 해결 연구들은 대부분 방화벽이나 라우터에서 패킷을 감시하여 불법적으로 판단된 패킷을 걸러내는 방법을 사용하였다. 따라서 기존의 연구들은 방화벽이나 라우터에 많은 부하를 주게 된다. 본 연구에서는 방화벽이나 라우터의 도움을 받지 않고, 기존의 네트워크 환경이나 운영체제에 큰 변화를 가하지 않으면서, 서버 시스템 자체만으로 SYN flooding 공격에 효율적으로 대응할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
The SYN flooding attack is widely used in cyber attacks because it paralyzes the network by causing the system and bandwidth resources to be exhausted. This paper proposed a self-information approach for detecting the SYN flooding attack and provided a detection algorithm with a hierarchical policy on a detection time domain. Compared with other detection methods of entropy measurement, the proposed approach is more efficient in detecting the SYN flooding attack, providing low misjudgment, hierarchical detection policy, and low time complexity. Furthermore, we proposed a detection algorithm with limiting system resources. Thus, the time complexity of our approach is only (log n) with lower time complexity and misjudgment rate than other approaches. Therefore, the approach can detect the denial-of-service/distributed denial-of-service attacks and prevent SYN flooding attacks.
서비스 거부 공격은 침입을 위한 침입시도 형태로 나타나며 대표적인 공격으로 Syn Flooding 공격이 있다. Syn Flooding 공격은 신뢰성 및 연결 지향적 전송서비스인 TCP의 종단간에 3-way handshake의 취약점을 이용한 공격이다. 본 논문에서는 네트워크 기반의 지능적 침입 방지 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 Syn Flooding 공격을 탐지하기 위하여 패킷 정보를 수집하고 분석한다. 이 모델은 퍼지인식도(Fuzzy Cognitive Maps)를 적용한 결정모듈의 분석 결과를 활용하여 서비스 거부 공격의 위험도를 측정하고 공격에 대응하도록 대응모듈을 학습시킨다. 제안하는 모델은 Syn Flooding 공격의 위험을 격감 또는 방지하는 네트워크 기반의 지능적 침입 방지 모델이다.
본 논문에서는 인터넷 보급으로 우리 생활 속에 급성장하여 널리 이용되고 있는 대형 포털 및 소셜 네트워크서비스를 공격하여 개인 고객의 데이터베이스를 가로채고 웹사이트의 정상적인 서비스를 방해하는 DDoS(Distribute Denial of Service Attack) 분산 서비스 공격에 대해 알아보고자 한다. 공격 유형중에 TCP SYN Flooding 공격은 많은 트래픽을 유발시키지 않으면서도 공격 형태가 정상적인 트랜잭션의 형태를 가지고 있으므로 공격에 대한 탐지가 쉽지 않다. 이에 대해 본 논문에서는 기존의 탐지방법은 False Alarm을 유발할 가능성을 많이 가지고 있으므로 이를 보다 정확하게 탐지하기 위한 방안을 모색하고 제안하고자 하며, Backscatter 현상을 탐지하여 TCP SYN Flooding 공격을 감지하는 알고리즘을 제안하고자 한다.
사이버 위협은 기술의 발전에 따라 진화되고 정교해지고 있으며, DDoS 공격으로 인한 서비스 장애를 발생 이슈들이 증가하고 있다. 최근 DDoS 공격은 특정 서비스나 서버의 도메인 주소에 대량의 트래픽을 유입시켜 서비스 장애를 발생시키는 유형이 많아지고 있다. 본 논문에서는 대역폭 소진 공격의 대표적인 공격 유형인 Syn Flooding 공격의 데이터를 생성 후, 효과적인 공격 탐지를 위해 Random Forest, Decision Tree, Multi-Layer Perceptron, KNN 알고리즘을 사용하여 비교 분석하였고 최적의 알고리즘을 도출하였다. 이 결과를 토대로 Syn Flooding 공격 탐지 정책을 위한 기법으로 효과적인 활용이 가능할 것이다.
SDN(Software Defined Networking) has been considered as a new future computer network architecture and DDoS(Distributed Denial of Service) is the biggest threat in the network security. In SDN architecture, we present the technique to defend the DDoS SYN Flooding attack that is one of the DDoS attack method. First, we monitor the Backlog queue in order to reduce the unnecessary monitoring resources. If the Backlog queue of the certain server is occupied over 70%, the sFlow performs packet sampling with the server address as the destination address. To distinguish between the attacker and the normal user, we use the source address. We decide the SYN packet threshold using the remaining Backlog queue that possible to allow the number of connections. If certain sources address send the SYN packet over the threshold, we judge that this address is attacker. The controller will modify the flow table entry to block attack traffics. By using this method, we reduce the resource consumption about the unnecessary monitoring and the protection range is expanded to all switches. The result achieved from our experiment show that we can prevent the SYN Flooding attack before the Backlog queue is fully occupied.
서비스 거부공격(DoS Attack : Denial-of-Service Attack)이란 공격자가 침입대상 시스템의 시스템 자원과 네트워크 자원을 대량으로 소모시킴으로써 정상 사용자로 하여금 시스템이 제공하는 서비스를 하지 못하도록 하는 공격을 의미한다. TCP SYN Flooding 기법을 이용한 DoS공격은 서비스 자체를 하지 못하도록 하기 보다는 다른 공격을 하기 위한 사전 공격으로써 활용될 소지가 높은 공격법인 것이다. 본 논문에서는 TCP SYN Flooding을 이용한 DoS공격의 근본적인 원인을 분석하고 시스템 보안 관리자의 입장에서 이 공격에 능동적으로 탐지 할 수 있는 해결책을 모색해보고자 한다.
The advanced computer network technology enables connectivity of computers through an open network environment. There has been growing numbers of security threat to the networks. Therefore, it requires intrusion detection and prevention technologies. In this paper, we propose a network based intrusion detection model using Fuzzy Cognitive Maps(FCM) that can detect intrusion by the Denial of Service(DoS) attack detection method adopting the packet analyses. A DoS attack appears in the form of the Probe and Syn Flooding attack which is a typical example. The Sp flooding Preventer using Fuzzy cognitive maps(SPuF) model captures and analyzes the packet information to detect Syn flooding attack. Using the result of analysis of decision module, which utilized FCM, the decision module measures the degree of danger of the DoS and trains the response module to deal with attacks. The result of simulating the "KDD ′99 Competition Data Set" in the SPuF model shows that the Probe detection rates were over 97 percentages.
Software Defined Network (SDN) is a new technology in computer network area which enables user to centralize control plane. The security issue is important in computer network to protect system from attackers. SYN flooding attack is one of Distributed Denial of Service attack methods which are popular to degrade availability of targeted service on Internet. There are many methods to protect system from attackers, i.e. firewall and IDS. Even though firewall is designed to protect network system, but it cannot mitigate DDoS attack well because it is not designed to do so. To improve performance of DDOS mitigation we utilize another mechanism by using SDN technology such as OpenFlow and sFlow. The methodology of sFlow to detect attacker is by capturing and sum cumulative traffic from each agent to send to sFlow collector to analyze. When sFlow collector detect some traffics as attacker, OpenFlow controller will modify the rule in OpenFlow table to mitigate attacks by blocking attack traffic. Hence, by combining sum cumulative traffic use sFlow and blocking traffic use OpenFlow we can detect and mitigate SYN flooding attack quickly and cheaply.
The advanced computer network technology enables connectivity of computers through an open network environment. There has been growing numbers of security threat to the networks. Therefore, it requires intrusion detection and prevention technologies. In this paper, we propose a network based intrusion detection model using FCM(Fuzzy Cognitive Maps) that can detect intrusion by the DoS attack detection method adopting the packet analyses. A DoS attack appears in the form of the Probe and Syn Flooding attack which is a typical example. The SPuF(Syn flooding Preventer using Fussy cognitive maps) model captures and analyzes the packet informations to detect Syn flooding attack. Using the result of analysis of decision module, which utilized FCM, the decision module measures the degree of danger of the DoS and trains the response module to deal with attacks. For the performance comparison, the "KDD′99 Competition Data Set" made by MIT Lincoln Labs was used. The result of simulating the "KDD′99 Competition Data Set" in the SPuF model shows that the probe detection rates were over 97 percentages.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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