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2021 Fiscal Year Annual Research Report

機械学習を悪用したサイバー攻撃に対抗するネットワークシステムの研究開発

Research Project

Project/Area Number 20H04184
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

木村 共孝  同志社大学, 理工学部, 准教授 (20756382)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平田 孝志  関西大学, システム理工学部, 教授 (10510472)
井上 文彰  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40779914)
阿萬 裕久  愛媛大学, 総合情報メディアセンター, 教授 (50333513)
桂井 麻里衣  同志社大学, 理工学部, 准教授 (70744952)
平栗 健史  日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (90582817)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsネットワークセキュリティ / 機械学習 / サイバー攻撃
Outline of Annual Research Achievements

近年,パソコンやスマートフォンの普及に伴い,SNS,ブログ,電子商品取引など,さまざまなオンラインサービスが提供され,情報通信技術が社会経済活動に不可欠な基盤となっている.近い将来,機械学習を悪用したサイバー攻撃が出現し,その被害が爆発的に増加することが懸念されている.さらに,世間に知られていないゼロデイ脆弱性を機械学習により発見し,その脆弱性を突くことで感染を拡大させるマルウェアの出現も示唆されている.このように機械学習は日々急速に進歩しつづけており,機械学習を悪用したサイバー攻撃は今後,計り知れない脅威になり得る.将来のサイバー攻撃の脅威に対抗するにはユーザ端末やゲートウェイのみではなく,ネットワーク内部においても対抗策を講じた多重防御の確立が必要である.2021年度は「ネットワーク内部での対抗策」と「ネットワークエッジ部での対策」に取り組んだ.「ネットワーク内部での対抗策」では,異常トラヒックを検知するために深層強化学習を用いた異常検知手法を提案し,トレースデータを用いた実験によって有効性を示した.また,「ネットワークエッジ部での対策」として呼び出しAPI列を入力とした深層学習を用いてランサムウェアを検知するシステムについて検討を行い,深層学習を用いることで,ランサムウェアに対抗できることを示した.さらに,Post-Exploitationを抑制する動的なネットワークの構成法についても検討を進め,動的にネットワークを変更することでPost-Exploitationを抑制できることを示している.これらの研究成果は英文論文誌,国際会議,国内研究会などで発表を行なっている.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題では,「サイバー攻撃の数理モデル化」「ネットワーク内部での対抗策」「ネットワークエッジ部での対抗策」の課題に分けて検討を進めている.「サイバー攻撃の数理モデル化」については前年度の研究成果をまとめ,論文誌への投稿を進めている.
また,「ネットワーク内部での対抗策」や「ネットワークエッジ部での対抗策」の課題においては,深層学習を用いた対抗策による有効性が示すことができており,研究の成果を得られている.以上より,本研究課題は概ね順調に進んでいる

Strategy for Future Research Activity

「ネットワーク内部での対策」や「ネットワークエッジ部での対抗策」については,シミュレーション実験によって提案手法の有効性が示すことができているため,今後は,より現実的な環境においても提案手法が有効であることを示していく.実環境に適用した場合には想定外の要因により,提案手法が有効に働かないことが考えられる.この場合には,この要因を想定したシミュレーションを行うことで,より現実的な対応策を検討する.

  • Research Products

    (33 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Deep-learning-based sequential phishing detection2022

    • Author(s)
      Ogawa Yuji、Kimura Tomotaka、Cheng Jun
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Pages: 171~175

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0212

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance Evaluation of a Hash-Based Countermeasure against Fake Message Attacks in Sparse Mobile Ad Hoc Networks2022

    • Author(s)
      SHIMIZU Yuki、KIMURA Tomotaka、CHENG Jun
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E105.B Pages: 833~847

    • DOI

      10.1587/transcom.2021EBP3103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] プログラムスライスとDoc2Vecを用いた変数名評価法の提案2021

    • Author(s)
      山中 啓太、阿萬 裕久、川原 稔
    • Journal Title

      コンピュータ ソフトウェア

      Volume: 38 Pages: 4_9~4_15

    • DOI

      10.11309/jssst.38.4_9

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] LSTM-Based Ransomware Detection Using API Call Information2022

    • Author(s)
      K. Tsunewaki, T. Kimura, J. Cheng
    • Organizer
      IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan (IEEE ICCE-TW 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling of Malware Diffusion With Mobile Devices in Intermittently Connected Networks2022

    • Author(s)
      H. Miura, S. Abukawa, T. Kimura, K. Hirata
    • Organizer
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MPEG-DASHストリーミング配信におけるDQNを用いたサーバ選択法2022

    • Author(s)
      安井淳, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] CNN-BiLSTM を用いた逐次型フィッシング検知2022

    • Author(s)
      小川侑治, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 深層学習を用いたフィッシング検知手法における敵対的 URL に対する脆弱性の評価2022

    • Author(s)
      西浦幸来, 小川侑治, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] LSTMを用いた呼び出しAPI情報に基づくランサムウェア検知2022

    • Author(s)
      常脇航平, 小川侑治, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] マルコフ解析を用いたエネルギーハーベスト型センサネットワークのAoI評価2022

    • Author(s)
      奥嵩史, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 再感染率の異なる複数の回復状態を持つマルウェア伝播モデルの分析2022

    • Author(s)
      伊藤有輝, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 劣通信環境下におけるマルウェア拡散挙動解析の検討2022

    • Author(s)
      虻川翔哉, 木村共孝, 平田孝志
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 分散ファイルシステムにおけるHDBSCANを用いたインシデント発生間隔に基づく異常検知2022

    • Author(s)
      野地勇佑, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] ホストの獲得利得を考慮したマルウェア感染拡散対策モデルの考察2022

    • Author(s)
      狭間雄斗, 三浦秀芳, 木村共孝, 平田 孝志
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] ハニーポットを用いたマルウェア感染拡散対策モデルの検討2022

    • Author(s)
      石川祥吾, 三浦秀芳, 木村共孝, 平田孝志
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 自律進化型ボットネットに対抗する複数対策グループモデルの分析2022

    • Author(s)
      伊藤有輝, 三浦秀芳, 木村共孝, 平田孝志, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] センサの情報発生間隔を考慮したUAVの飛行経路計画2022

    • Author(s)
      佐藤克樹, 程俊, 木村共孝
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] DQNを用いたアダプティブストリーミングにおけるダウンロード一時停止の検討2022

    • Author(s)
      永井崚, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 劣通信環境におけるモビリティを考慮したマルウェア感染拡散モデルの考察2022

    • Author(s)
      三浦秀芳, 虻川翔哉, 木村共孝, 平田孝志
    • Organizer
      電子情報通信学会 ネットワークシステム研究会
  • [Presentation] [ポスター講演]深層学習を用いたフィッシング対策に対するバックドア攻撃の検知2022

    • Author(s)
      西浦幸来, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電子情報通信学会 革新的無線通信技術に関する横断型研究会 (MIKA2022)
  • [Presentation] [ポスター講演]疎密度モバイルアドホック網における端末密度を考慮した無線電力伝送2022

    • Author(s)
      船越宝, 木村共孝, 程俊, 平栗健史
    • Organizer
      電子情報通信学会 革新的無線通信技術に関する横断型研究会 (MIKA2022)
  • [Presentation] HDBSCANとDeep SVDDを用いたWebページの異常検知2022

    • Author(s)
      野地勇佑, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電子情報通信学会 コミュニケーションクオリティ研究会
  • [Presentation] ドローンネットワークにおける連結性とエネルギー消費を考慮したドローン配置2022

    • Author(s)
      大隅博文, 木村共孝, 平田孝志, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 物資運搬における強化学習を用いたUAVの飛行タイミングの決定法2022

    • Author(s)
      向山知花, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 劣通信環境下における区画を考慮した微分方程式によるマルウェア拡散挙動解析の検討2022

    • Author(s)
      虻川翔哉, 三浦秀芳, 木村共孝, 平田孝志
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 深層強化学習を用いたPost-Exploitationを抑制する動的ネットワーク構成変更法2022

    • Author(s)
      細川雄河, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] BERTを用いた呼び出しAPI情報に基づくランサムウェア検知2022

    • Author(s)
      大貫和基, 常脇航平, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] ホストの隣接関係を考慮したマルウェア感染拡散対策モデルの考察2022

    • Author(s)
      狭間雄斗, 三浦秀芳, 木村共孝, 平田孝志
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 疎密度モバイルアドホック網における遭遇間隔を考慮した給電制御2022

    • Author(s)
      船越 宝, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] 疎密度モバイルアドホック網におけるグループ検知を用いた連合学習法2022

    • Author(s)
      長久保智子, 木村共孝, 程俊
    • Organizer
      電気学会通信研究会
  • [Presentation] An Investigation of Compound Variable Names Toward Automated Detection of Confusing Variable Pairs2021

    • Author(s)
      H. Aman, S. Amasaki, T. Yokogawa, M. Kawahara
    • Organizer
      36th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering Workshops (ASEW)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Large-Scale Investigation of Local Variable Names in Java Programs: Is Longer Name Better for Broader Scope Variable?2021

    • Author(s)
      H. Aman, S. Amasaki, T. Yokogawa, M. Kawahara
    • Organizer
      Book cover Book cover International Conference on the Quality of Information and Communications Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Comparative Study of Vectorization Approaches for Detecting Inconsistent Method Names2021

    • Author(s)
      T. Minehisa, H. Aman, T. Yokogawa, M. Kawahara
    • Organizer
      International Conference on Intelligence Science
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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