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A Defense System of Cyber Attacks Considering Communication Quality

Research Project

Project/Area Number 19K11929
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionHiroshima City University

Principal Investigator

Maeda Kaori  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (00264953)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsMoving Target Defense / 防御性能 / IPアドレスホッピング / IPモビリティ / 高速スループット / 攻撃耐性 / MTD / 比較評価 / 高速処理 / アドレスホッピング / サイバーセキュリティ / 移動透過通信 / 仮想化環境 / ネットワークアーキテクチャ
Outline of Research at the Start

サービス妨害や機密情報摂取などを目的としたサイバー攻撃が後を絶たず,その対策は急務である.サイバー攻撃に対する防御技術として,標的の特定を困難にするMoving Target Defense(MTD)がある.しかし,MTDの適用によってインターネット上のサービス継続が保証できなくなったり通信品質が低下するという課題が生じる.本研究ではこの課題を解決するため,移動透過通信技術を用いて正当な通信相手のみと通信を継続する機構を組み込んだMTDのシステムを新たに提案し開発する.また,試作システムにより被攻撃確率や通信品質に関する評価をし,提案システムが課題解決に有用であることを示す.

Outline of Final Research Achievements

In this research, we proposed a new MTD(Moving Target Defense) method and developed the defense system of cyber attacks so as not to decrease communication quality between servers and clients by processing of MTD defense mechanism such as IP address hopping. The developed system uses IP address translation function of IP mobility technology to continue communication without disruption during IP address hopping and route hopping. Also, the system uses DPDK as high performance packet processing and enables high speed processing of various hopping. Through the experimental evaluations using the prototype system, we showed the effect on communication throughput and latency by MTD processing overhead and effectiveness of the proposed MTD method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現代社会において各種サービスがクラウド利用により提供される中,サービス提供のサーバをサイバー攻撃から防御することは重要な社会的課題と言える.サーバの防御性能を高める技術としてMTDがあるが,MTDの各種防御処理の負荷により,必ずしも本来のサービス継続性の保証や通信品質の維持ができていない.本研究では「MTDの効果を維持しつつ,通信品質を維持,さらに向上する」という課題に対して新たなMTDシステムを研究開発したものである.提案のMTD方式がこの課題解決するために有効であることを示すことができ,本研究の成果は学術的価値をもつとともに,実社会の課題の解決に直結するものであり,社会的意義がある.

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (19 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 7 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Development of a Wide-area Distributed Platform of Data Flow Processing by Container-based Virtualization and Its Evaluation2023

    • Author(s)
      多々納 啓人、前田 香織、近堂 徹、高野 知佐
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 64 Issue: 3 Pages: 659-669

    • DOI

      10.20729/00225258

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2023-03-15
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  • [Journal Article] Development and Evaluation of a Failure Cause Identification System Focused on the Component Dependencies in Microservices2023

    • Author(s)
      土手 貴裕、近堂 徹、前田 香織、高野 知佐
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 64 Issue: 3 Pages: 650-658

    • DOI

      10.20729/00225257

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2023-03-15
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  • [Journal Article] MTDを備え高スループット通信を実現するサーバの開発2023

    • Author(s)
      J106-B/ 6
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌B

      Volume: J106-B/ 6

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      Naoki Okuda, Kaori Maeda, Chisa Takano and Hideyuki Ichihara
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      Volume: - Pages: 8-8

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      奥田 尚樹、前田 香織、高野 知佐、市原 英行
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      情報処理学会論文誌

      Volume: 63 Issue: 9 Pages: 1410-1418

    • DOI

      10.20729/00220079

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2022-09-15
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      Volume: - Pages: 671-674

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      10.1109/ccnc49033.2022.9700620

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      電子情報通信学会技術報告

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      Volume: J104-D Issue: 4 Pages: 285-296

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020PDP0033

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2021-04-01
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      多々納啓人, 前田香織, 近堂徹, 高野知佐
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      Volume: 1 Pages: 1492-1497

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      170000185313

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  • [Journal Article] マイクロサービスにおけるコンポーネントの依存関係を考慮した障害原因特定手法の提案2021

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      土手貴裕, 近堂徹, 前田香織, 今村光良, 日野 悠平, 高野知佐
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      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウム論文集

      Volume: 1 Pages: 1486-1491

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      170000185314

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      Volume: 1 Pages: 1237-1242

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      170000185349

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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