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Research on network systems to counter cyber attacks using machine learning

Research Project

Project/Area Number 20H04184
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Kimura Tomotaka  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, 准教授 (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
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
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 Research at the Start

近い将来,機械学習を悪用したサイバー攻撃が出現し,従来の攻撃よりも巧妙化・悪質化することで大きな被害をもたらすことが懸念されている.機械学習は日々急速に進歩し続けており,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.そこで,本研究課題では,ルータで構成される物理的なアンダーレイネットワークとユーザなどの端末で構成される論理的なオーバーレイネットワークの連携により,このような攻撃に対抗できる堅牢でセキュアなネットワークシステムの確立を目指す.

Outline of Final Research Achievements

Cyber attacks using machine learning will appear in the near future, and the number of victims will increase exponentially. Machine learning is advancing rapidly day by day, and the cyber attacks would become an immeasurable threat. To counter such cyber attacks, this study clarified how cyber attacks affect network performance by modeling cyber attacks. As a countermeasure in the network, we proposed a routing scheme to mitigate DoS attacks. Furthermore, we proposed a phishing detection method, a malware detection method, and a web page anomaly detection method as network edge countermeasures.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,近い将来,出現し得る機械学習を悪用したサイバー攻撃への対抗策を検討した.IoT 環境の急速な発展など新しいネットワークサービスの普及が行われている現在の情報通信ネットワークにおいては,インフラやサービスを保護するために,進化するサイバー攻撃に対抗する手段を検討することは非常に重要な課題である.本研究では,数理モデル化によって今後出現し得るサイバー攻撃の特性を明らかにし,その上でネットワーク内部やネットワークエッジでの対抗策を検討しており,今後のインターネットセキュリティの強化に役立つ.

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (77 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (70 results) (of which Int'l Joint Research: 18 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Game-theoretic approach to epidemic modeling of countermeasures against future malware evolution2023

    • Author(s)
      Miura Hideyoshi、Kimura Tomotaka、Aman Hirohisa、Hirata Kouji
    • Journal Title

      Computer Communications

      Volume: 206 Pages: 160-171

    • DOI

      10.1016/j.comcom.2023.05.001

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

      IEICE Transactions on Communications

      Volume: E105.B Issue: 7 Pages: 833-847

    • DOI

      10.1587/transcom.2021EBP3103

    • NAID

      130008132517

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • Year and Date
      2022-07-01
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    • Author(s)
      Ogawa Yuji、Kimura Tomotaka、Cheng Jun
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Issue: 4 Pages: 171-175

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0212

    • NAID

      130008154481

    • ISSN
      2187-0136
    • Year and Date
      2022-04-01
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      Shindo Takuya、Kimura Tomotaka、Hiraguri Takefumi
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 10 Issue: 12 Pages: 973-978

    • DOI

      10.1587/comex.2021COL0018

    • NAID

      130008123933

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      2187-0136
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      2021-12-01
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      山中 啓太、阿萬 裕久、川原 稔
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      Volume: 38 Issue: 4 Pages: 4_9-4_15

    • DOI

      10.11309/jssst.38.4_9

    • NAID

      130008132032

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      2021-10-22
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      Miura Hideyoshi、Kimura Tomotaka、Hirata Kouji
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      Volume: 10 Issue: 6 Pages: 295-300

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0036

    • NAID

      130008047222

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      2187-0136
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      2021-06-01
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      Volume: 37 Issue: 4 Pages: 4_38-4_49

    • DOI

      10.11309/jssst.37.4_38

    • NAID

      130007959060

    • ISSN
      0289-6540
    • Year and Date
      2020-10-23
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      H. Miura, T. Kimura, K. Hirata
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  • [Presentation] [ポスター講演]深層学習を用いたフィッシング検知システムの脆弱性の評価2021

    • Author(s)
      小川侑治, 木村共孝, 程俊
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      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
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  • [Presentation] 深層学習を用いたフィッシング検知手法における多数決判別器によるAdversarial Examplesの対策2021

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      小川侑治, 木村共孝, 程俊
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      電子情報通信学会 コミュニケーションシステム研究会
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  • [Presentation] 進化ゲーム理論を適用したマルウェア感染拡散対策モデルの考察2021

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      三浦秀芳, 木村共孝, 平田孝志
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      電気学会通信研究会
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      船越宝, 木村共孝, 程俊
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  • [Presentation] STGCNを用いたマルウェア感染源予測方法の検討2021

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      宇野克紀, 木村共孝, 平田孝志
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      電気学会通信研究会
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      池田茜, 木村共孝, 程俊
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      細川雄河, 木村共孝, 程俊
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      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 (MIKA2021)
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  • [Presentation] [ポスター講演]深層学習を用いた逐次型フィッシング検知手法の検討2021

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      小川侑治, 木村共孝, 程俊
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      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 (MIKA2021)
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  • [Presentation] Modeling of malware diffusion with the FLIPIT game2020

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  • [Presentation] Estimation method of malware infection spreading with graph convolutional networks2020

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      K. Uno, T. Kimura, K. Hirata
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  • [Presentation] A Comparative Study of Vectorization-Based Static Test Case Prioritization Methods2020

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      Hirohisa Aman, Sousuke Amasaki, Tomoyuki Yokogawa, Minoru Kawahara
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      Asato Masanao, Aman Hirohisa, Amasaki Sousuke, Yokogawa Tomoyuki, Kawahara Minoru
    • Organizer
      27th Asia-Pacific Software Engineering Conference
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  • [Presentation] Doc2Vec を活用した変数名の自動評価法の提案2020

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      山中 啓太,阿萬 裕久,川原 稔
    • Organizer
      第27回 ソフトウェア工学の基礎ワークショップ
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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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