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インターネットトラフィック異常検出への機械学習の適用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12F02802
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 計算機システム・ネットワーク
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

福田 健介  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 准教授 (90435503)

研究分担者 MAZEL Johan  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 外国人特別研究員
MAZEL Johan  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードインターネット / トラフィック / 異常検出 / タクソノミー / パラメータチューニング / 機械学習
研究実績の概要

本研究のゴールは,異常検出器によって発見された異常をネットワーク管理者・運用者が,正確かつ有用なカテゴリ分けをできるような分類手法を提供することにある.ネットワーク異常イベントの分類に関しては既存研究でいくつか述べられているが,多くの研究では,異常イベントに対応するシグネチャの数は10 未満と少ない.他方,DDoS やスキャンなどの限られた異常イベントに関しては,詳細なタクソノミーが構築されているが,ネットワーク異常イベント全体としてみると,そのカバー率は低い.さらには,既存研究では,タクソノミーの構築ツールや構築したタクソノミーを他の研究者が利用することができないため,再現性や一般性に関して問題がある.
この研究では,ネットワーク上で生じる異常イベントの分類および,その詳細なシグネチャーを含むタクソノミーを構築し,そのトラフィックの振る舞いに関する特徴を調査した.タクソノミーは木構造で表現され,各ノードは異常イベントタイプに対応し,エッジはそれらの関係性を表している.グラフのルートは全てのイベントに対応し二つのノード正常・異常のを持つ.異常イベントはさらにサービス不能攻撃とスキャンに分類され,それらはさらに詳細な異常イベントを特徴づける.正常イベントは異常検出器によって検出されるものの,ネットワーク管理者の観点では異常とは言えないものであり,大量のトラフィックを送受信するフロー(heavy hitter) や一つの送信者から多数の受信者へデータを転送するフロー(point-multipoint) 等に分類される.異常イベントは各々を特徴づけるシグネチャーから構成され,本研究では,80 以上のシグネチャーを導出した.さらに本研究の有用性を示すために,パブリックに利用可能なトラフィックレポジトリに提案手法を適用したところ,既存手法と比較して,10%程度の精度改善がはかられた.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] インターネットトラフィックにおける異常検出2013

    • 著者名/発表者名
      福田健介
    • 雑誌名

      コンピュータソフトウエア

      巻: vol. 30, no. 2 ページ: 23-32

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An Empirical Mixture Model for Large-Scale RTT Measurement2015

    • 著者名/発表者名
      R.Fontugne, J.Mazel, K.Fukuda
    • 学会等名
      IEEE INFOCOM2015
    • 発表場所
      香港
    • 年月日
      2015-04-26 – 2015-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Taxonomy of Anomalies in Backbone Network Traffic2014

    • 著者名/発表者名
      J.Mazel, R.Fontugne, K.Fukuda
    • 学会等名
      TRAC2014
    • 発表場所
      ニコシア,キプロス
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hashdoop: A MapReduce Framework for Network Anomaly Detection2014

    • 著者名/発表者名
      R.Fontugne, J.Mazel, K.Fukuda
    • 学会等名
      IEEE BigSecurity2014
    • 発表場所
      トロント,カナダ
    • 年月日
      2014-04-27 – 2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Visual Comparison of Network Anomaly Detectors with Chord Diagrams2014

    • 著者名/発表者名
      Johan Mazel, Romain Fontugne, Kensuke Fukuda
    • 学会等名
      ACM Symposium on Applied Computing (SAC)
    • 発表場所
      慶州(韓国)
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Improving an SVD-based combination strategy of anomaly detectors for traffic labelling (査読有)2012

    • 著者名/発表者名
      J. Mazel, H. Esaki, R. Fontugne, K. Fukuda
    • 学会等名
      Asian Internet Engineering Conference (AINTEC)
    • 発表場所
      バンコク(タイ)
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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