해킹을 방지하기 위한 목적으로 개발된 보안 도구들 중 네트워크 취약점을 검색할 수 있도록 만들어진 프로그램들이 있다. 네트워크 취약점을 자동 검색해 주는 보안 관리 도구를 역이용하여 침입하고자 하는 시스템의 보안 취약점 정보를 알아내는데 사용하여, 알아낸 정보들을 가지고 공격 대상을 찾는데 활용하고 있다. 해킹 수법들에는 서비스 거부 공격, 버퍼오버플로우 공격 등이 있다. 따라서, 해커들이 침입하기 위하여 취약점을 알아내려고 의도하는 침입시도들을 탐지하여 침입이 일어나는 것을 사전에 방어할 수 있는 침입시도탐지가 적극적인 예방차원에서 더욱 필요하다. 본 논문에서는 이러한 취약점을 이용하여 침입시도를 하는 사전 공격형태인 서비스 거부 공격 중 TCP 프로토콜을 사용하는 Syn Flooding 공격에 대하여 패킷분석을 통하여 탐지하고 탐지된 경우 실제 침입의 위험수준을 고려하여 시스템관리자가 대처하는 방어수준을 적절히 조절하여 침입의 위험수준에 따른 방어대책이 가능한 침입시도 방지 모델을 제시한다.
현재는 인터넷 이용자들이 급격하게 증가하고 있으며, 초보수준의 일반 네트워크 사용자들도 인터넷상의 공개된 해킹 도구들을 사용하여 고도의 기술을 요하는 침임이 가능해졌기 때문에 해킹 문제가 더욱 심각해지고 있다. 해커들이 침입하기 위하여 취약점을 알아내려고 의도하는 다양한 형태의 침입시도들을 탐지하여 침입이 일어나는 것을 사전에 방어할 수 있는 침입시도탐지가 적극적인 예방 차원에서 더욱 필요하다. 기존의 포트 스캔이나 네트워크 취약점 검색 공격에 대응하기 위한 네트워크 기반의 비정상 침입시도 탐지 알고리즘들은 침입시도탐지에 있어 몇 가지 한계점을 갖고 있다. 기존 알고리즘들의 취약성은 Slow Scan과 Coordinated Scan을 한 경우 탐지한 수 없다. 따라서, 침입시도 유형에 제한을 받지 않고 침입시도에 관한 다양한 형태의 비정상 접속을 효과적으로 탐지할 수 있는 새로운 개념의 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 평상시 정상적인 서비스 패턴을 가지고 그 패턴과 다른 비정상 서비스 패턴이 보이면 이를 침입시도로 탐지하는 개념의 SPAD(Session Pattern Anomaly Detector) 기법을 제안한다.
최근 인터넷 이용자들이 급격하게 증가하고 있으며, 초보수준의 일반 네트워크 사용자들도 인터넷상의 공개된 해킹 도구들을 사용하여 고도의 기술을 요하는 침입이 가능하여 해킹 문제가 더욱 심각해지고 있다. 해커들이 침입하기 위하여 취약점을 알아내려고 의도하는 다양한 형태의 침입시도를 사전에 탐지하여 침입이 일어나는 것을 미리 방어할 수 있는 침입시도탐지가 적극적인 예방 차원에서 더욱 필요하다. 기존의 포트 스캔이나 네트워크 취약점 공격에 대응하기 위한 네트워크 기반의 비정상 침입시도 탐지 알고리즘은 침입시도함지에 있어 몇 가지 한계점을 갖고 있다. 기존 알고리즘은 Slow Scan, Coordinated Scan을 할 경우 탐지할 수 없다는 것이다. 따라서 침입시도 유형에 제한을 받지 않고 침입시도에 관한 다양한 형태의 비정상 접속을 효과적으로 탐지할 수 있는 새로운 개념의 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 세션 패턴과 탐지 오류율을 규칙기반으로 하는 침입시도 탐지알고리즘(Session patterns & FCM Anomaly Detector : SFAD)을 제안한다.
네트워크 침입 탐지와 방어를 위한 연구는 실제 네트워크 환경을 구성하고, 실제 네트워크 침입을 통해 네트워크 침입 탐지와 방어 기법을 연구하는 것이 가장 좋은 방법이다. 하지만, 실제 네트워크 환경에서 대규모 네트워크를 구성하고 네트워크 침입을 시도하여, 침입이 네트워크에 미치는 영향과 침입을 탐지하고 방어하는 방법은 많은 시간과 비용이 필요하게 된다. 그 대안으로 제안하는 시뮬레이션을 통한 연구는 시간과 비용은 줄이면서, 실제와 근사한 결과를 얻을 수 있다. 본 논문에서 제안하는 시뮬레이션 프레임웍은 대규모 네트워크 환경을 구성하고, 구성한 네트워크 환경 위에서 특정한 호스트로 네트워크 침입을 시도할 때, 네트워크 침입을 탐지 및 방어하기 위한 적절한 방법을 연구하기 위한 프레임웍으로, 특정한 공격의 목표가 된 호스트상에 IDS(Intrusion Detection System)나 Firewall을 설치하고, 시뮬레이션의 진행 중 실험자가 원하는 시간에 공격을 잠시 중단시키고. 방어나 침입 탐지를 위한 IDS나 방화벽의 룰셋을 변경해 주는 방법을 통해 네트워크 침입 탐지 및 방어에 관한 유효 적절한 방법을 실험 할 수 있게 해 준다. 본 시뮬레이션 프레임웍을 사용하여, 이후 좀 더 다양한 네트워크 침입 구현을 통해 다양한 침입 행동에 대한 적절한 침입탐지 및 방어 기법에 관한 연구에 많은 도움이 될 것이다.
인터넷의 발전과 더불어 해킹기법 또한 함께 발전하고 있다. 최근의 검색공격 형태는 한 기관의 네트워크를 대상으로 하기보다는 상위 도메인을 대상으로 대규모적인 공격 형태를 지니고 있다. 실질적으로 대응하기 위해서는 중앙시스템에서 취약점 검색공격을 탐지, 분석하고 조치할 수 있는 시스템이 있어야 한다. 침입시도탐지 관리시스템은 현재 국내 주요기관들에 설치된 다수의 침입시도탐지 시스템들로부터 받은 여러 탐지 정보를 실시간으로 수집 분석하여 효과적으로 이용하는데 유용하다. 대규모 네트워크의 환경에 적절한 구조를 갖으며 보다 고수준의 통합된 분석을 할 수 있는 실시간 침입시도탐지 관리시스템을 개발하였다.
본 논문에서는 한국정보보호진흥원에서 계층적 침입시도 탐지 및 대응을 위해 개발하였던 SDMS-RTIR(Scan Detection Management System with Real Time Incidence Response)을 지원하는 침입탐지 메시지 교환 프로토콜 라이브러리 IDMEPL을 구현하였다. IDMEPL은 IDWG의 IDMEF와 IAP를 기반으로 이기종의 침입(시도)탐지 시스템과 SDMS-RTIR의 실시간 상호연동을 제공하며 TLS 프로토콜을 통해 보안위협에 안전한 메시지 교환을 지원한다. 특히, IDMEPL은 유연성 있는 침입탐지 메지시 교환 프로토콜 선택 과정과 패스워드 기반의 암호화 프로토콜을 제공함으로써 각 침입(시도)탐지 시스템들로 하여금 자신의 네트워크 환경에 적절한 메시지 교환 프로토콜과 암호화 통신 방법을 선택할 수 있게 하였다. 이처럼 IDMEPL이 탑재된 SDMS-RTIR은 대규모의 네트워크 환경에서 이기종의 다양한 침입(시도)탐지 시스템들로부터 침입탐지 메시지를 실시간으로 접수하고 분석할 수 있다.
현재 침입탐지시스템이 직면하고 있는 문제점 중 하나는 침입탐지시스템이 발생시키는 경보의 수가 실제공격 횟수에 비해 너무 많다는 점이다. 따라서 침입시도 정보관리자의 경보 분석을 도와 줄 수 있는 침입시도 정보 클러스터링 기법들이 최근 소개되고 있다. AOI를 이용한 기법 또한 그중 하나이다 하지만 기존 AOI 알고리즘은 속성 칸에 대한 과도한 일반화를 발생시키는 문제점이 있다 이에 본 논문에서는 AOI 알고리즘의 속성 일반화 단계 수정을 통한 과도한 일반화 방지에 대한 방법을 제시하였다.
인터넷의 지속적인 보급/발전과 더불어, 네트워크 상에서의 침입시도는 해가 지날수록 기하급수적으로 증가되고, 그 기법 또한 다변화되고 있다. 이는 침입탐지시스템의 적용환경에도 많은 영향을 끼치게 되었다. 일반적인 네트워크 기반 침입탐지시스템은 네트워크 디바이스를 통해 유입되는 패킷에 대해 Signature 기반 침입탐지 모듈을 통하여 침입을 탐지하게 된다. 대게의 경우 새로운 침입탐지 패턴이 생성되었을 경우, 사용자에 의해 추가되거나 또는 소스코드의 재컴파일을 통하여 시스템이 재구동되기도 한다. 본 논문이 제시하는 바는 이에 반해 AS 내에 존재하는 네트워크의 유입점인 게이트웨이 장치에 침입탐지 시스템을 설치하며, 이를 보안정책서버에 의해 정의된 정책에 의해 침입탐지 및 게이트웨이 장치로서 동작하게 한다. 이를 통해 보안정책서버에 추가되는 침입탐지 패턴 등의 정책정보가 각 침입탐지시스템에 실시간으로 반영되어 처리된다.
IT 시스템 기반의 네트워크 환경의 급속한 발전은 지속적인 연구방향의 중요한 이슈의 결과이다. 침입시도 탐지는 관심분야의 하나인 것이다. 최근에 다양한 기술을 기반으로 하는 침입시도탐지들이 제안되고 있으나 이러한 기술은 여러 형태의 침입시도의 패턴 중에 한가지 형태 및 시스템에 적용이 가능한 것이다. 또한 새로운 형태 침입시도를 탐지하지 못하고 있다. 그러므로 새로운 형태를 인식하는 침입탐지 관련 기술이 요구되어 지고 있다. 본 연구에서는 퍼지인식도와 비정상 트래픽 분석을 이용한 네트워크 기반의 침입탐지기법(NePID)을 제안한다. 이 제안은 패킷 분석을 통하여 서비스거부공격과 유사한 침입시도를 탐지하는 것이다. 서비스거부공격은 침입시도의 형태를 나타내며 대표적인 공격으로는 syn flooding 공격이 있다 제안한 기법은 syn flooding을 탐지하기 위하여 패킷정보를 수집 및 분석한다. 또한 피지인식도와 비정상 트래픽 분석을 적용하여 판단모듈의 분석 결과를 토대로 기존의 서비스 거부 공격의 탐지 툴과의 비교분석을 하였으며 실험데이터로는 MIT Lincoln 연구실의 IDS 평가데이터 (KDD'99)를 이용하였다. 시뮬레이션 결과 최대평균 positive rate는 97.094% 탐지율과 negative rate는 2.936%을 얻었으며 이 결과치는 KDD'99의 우승자인 Bernard의 결과치와 유사한 수준의 값을 나타내었다.
네트웍 환경에서의 침입이 중요한 보안상의 문제점이 된 이래로, 네트웍 기반의 침입탐지시스템중에서 비정상 침입탐지 (anomaly detection)의 방법 중 클러스터링을 이용한 시도들이 있었는데 기존의 방법이 네트웍 정보로부터 정상적인 클러스터들과 그렇지 않은 클러스터들 두 집단으로 크게 나누어 비교하는데 제안모델에서는 이를 좀 더 세분화하여 네트웍 서비스(network service)별로 정상적인 클러스터들과 그렇지 않은 클러스터들을 가지게 되는 방법으로 침입탐지율을 향상시켜 보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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