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IoTマルウェアのサイバー攻撃を防ぐ善玉ボットネットシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K11965
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60070:情報セキュリティ関連
研究機関山口大学

研究代表者

山口 真悟  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00294653)

研究分担者 ANUARUDDIN MOHD  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (80804492)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードボットネット / セキュリティ / マルウェア / ワーム / マルチエージェント / ペトリネット / IoT / Mirai / 実装 / シミュレーション / モデリング / セキュリティ技術 / エージェント
研究開始時の研究の概要

IoT機器が「悪玉」ソフトウェアに乗っ取られ、大規模なサイバー攻撃の踏み台にされる事案が多数発生している。IoT機器を速やかに更新する必要があるが、IoT機器は爆発的に増えているため、人海戦術での対応には限界がある。そこで本研究では、攻撃者がサイバー攻撃に「悪玉」ソフトウェアを使うやり方に倣って、防御者がサイバー攻撃からの防御に「善玉」ソフトウェアを使えるようにして防御能力を飛躍的に向上させることを目指す。

研究成果の概要

IoTマルウェアのサイバー攻撃に対抗する新たなシステム「ボットネット防衛システム(BDS)」を開発した。BDSは、自ら構築したボットネットによって悪玉ボットネットに対抗するという独自のアプローチを採っており、「毒をもって毒を制す」の原則を体現する。具体的には、まずネットワークを継続的に監視することによって悪玉ボットネットを検出し、その特性に基づいて効果的な駆除戦略を策定する。そして善玉ワームをネットワークに展開することによって善玉ボットネットを構築し、それを指揮統制することによって悪玉ボットネットを駆除する。ローカルな環境での実装と検証により、BDSの有効性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はボットネットの数理モデルに基づく理論研究とボットネット防衛システムの開発を通して、ボットネット対策における学術研究の進展に大きく貢献するものである。従来の研究では解明できなかったボットネットの複雑な挙動を、独自開発のシミュレータを用いて定量的に解析することに成功した。これは、より効果的な防衛技術を開発するための学術的基盤を築く画期的な成果である。また悪玉ボットネットと戦う善玉ボットネット、その戦いを指揮統制するシステムのアーキテクチャやコンポーネント、戦略等を明らかにし、プロトタイプを実装した。これらは新たな技術開発のインスピレーションを与え、その構築基盤をなすものとして期待される。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 29件、 招待講演 2件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NIT Kurukshetra(インド)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Kasetsart University(タイ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Asia University, Taiwan(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] NIT Kurukshetra(インド)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 国立工科大学クルクシェトラ(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] インド国立クルクシェトラ工科大学(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Diffusion of White-Hat Botnet Using Lifespan with Controllable Ripple Effect for Malware Removal in IoT Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Bin Ahmadon Mohd Anuaruddin、Yamaguchi Shingo
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 号: 2 ページ: 1018-1018

    • DOI

      10.3390/s23021018

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine Learning White-Hat Worm Launcher for Tactical Response by Zoning in Botnet Defense System2022

    • 著者名/発表者名
      Pan Xiangnan、Yamaguchi Shingo
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 13 ページ: 4666-4666

    • DOI

      10.3390/s22134666

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Botnet Defense System: Observability, Controllability, and Basic Command and Control Strategy2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Shingo
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 23 ページ: 9423-9423

    • DOI

      10.3390/s22239423

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine-Learning-Based White-Hat Worm Launcher in Botnet Defense2022

    • 著者名/発表者名
      Xiangnan Pan, Shingo Yamaguchi, Taku Kageyama, Mohd Hafizuddin Bin Kamilin
    • 雑誌名

      International Journal of Software Science and Computational Intelligence

      巻: 14(1) 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.4018/ijssci.291713

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Botnet Defense System: Concept, Design, and Basic Strategy2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Shingo
    • 雑誌名

      Information

      巻: 11 号: 11 ページ: 516-516

    • DOI

      10.3390/info11110516

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] White-Hat Worm to Fight Malware and Its Evaluation by Agent-Oriented Petri Nets2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 雑誌名

      SENSORS

      巻: 20(2) 号: 2 ページ: 556-556

    • DOI

      10.3390/s20020556

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modeling and Evaluation of Mitigation Methods against IoT Malware Mirai with Agent-Oriented Petri Net PN22019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi, Hiroaki Tanaka, Mohd Anuaruddin Bin Ahmadon
    • 雑誌名

      International Journal of Internet of Things and Cyber-Assurance

      巻: - 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1504/ijitca.2019.10021463

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mesa-Based Simulator of Botnet Defense System and Impact Evaluation of Botnet Infection Rates2024

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ICEIC 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Infection Environment for White-hat Worm and Malicious Botnet Using Mirai Source Code2024

    • 著者名/発表者名
      Aoi Fukushima, Yudai Yamamoto, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ICIET 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Building a Firewall with White Hat Bots in the Neighborhood of Malicious Bots in Large-Scale Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Matsumoto, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ETTIS 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Countermeasure Against Repeatedly Occurring Botnets by Collective Reboot2023

    • 著者名/発表者名
      Yuji Katsura, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ITC-CSCC 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Smallest Botnet Firewall Building Problem and a Girvan-Newman Algorithm-Based Heuristic Solution2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi, Ryutaro Matsumoto
    • 学会等名
      IEEE ICCE-TW 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating the Infection Spread Rate of Malicious Botnets Using Reconnaissance Worms in Botnet Defense System2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yamashita, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-Asia 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Building Firewall with White-Hat Bots to Prevent the Infection Spread of Malicious Botnets2023

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Matsumoto, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ICIET 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 領域リブートによるボットネット対策について2023

    • 著者名/発表者名
      桂 雄治, 山口 真悟
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Botnet Defense Systemにおける善玉ワームによる悪玉ボットネットの探索について2023

    • 著者名/発表者名
      山下 諒・山口 真悟
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] On Resident Strategy for White-Hat Botnet in Botnet Defense System2022

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi, Daisuke Makihara
    • 学会等名
      IEEE ICCE-TW 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Method to Prevent Known Attacks and Their Variants by Combining Honeypots and IPS2022

    • 著者名/発表者名
      Yudai Yamamoto, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE GCCE 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Directional Spread of White-hat Botnet by Heterogeneous Use in Botnet Defence System2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ohsaki, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-Asia 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical Modeling and Analysis of the Dictionary Attack Mechanism in IoT Malware Mirai2022

    • 著者名/発表者名
      Gaku Tatebatake, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-Asia 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 善玉ボットによる悪玉ボットネットの感染拡大防止について2022

    • 著者名/発表者名
      松本 隆太郎, 山口 真悟
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Research and Development of Botnet Defense System2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Shingo
    • 学会等名
      HCII 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation on White-Hat Worm Diffusion Method Based on the Evolution of Its Lifespan in Wireless Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Mohd Anuaruddin Bin Ahmadon, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A DBSCAN-based White-Hat Worm Launcher for Botnet Defense System2022

    • 著者名/発表者名
      Xiangnan Pan, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE LifeTech 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Application of Botnet Defense System to IoT Systems Including Private Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-TW 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボットネット防衛システムの研究開発2021

    • 著者名/発表者名
      山口 真悟
    • 学会等名
      第34回回路とシステムワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Machine-Learning-Based White-Hat Worm Launcher Adaptable to Large-Scale IoT Network2021

    • 著者名/発表者名
      Xiangnan Pan, Shingo Yamaguchi, Taku Kageyama
    • 学会等名
      IEEE GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Proposal of Patrol Function by White-Hat Worm in Botnet Defense System2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Makihara, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-Asia 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Proposal of Heterogeneous White-Hat Botnet in Botnet Defense System2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ohsaki, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-Asia 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Tactics to Deploy White-Hat Worms in Botnet Defense System2021

    • 著者名/発表者名
      Taku Kageyama, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Basic Command and Control Strategy in Botnet Defense System2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An End-To-End Security Framework for Smart Healthcare Information Sharing Against Botnet-Based Cyber-Attacks2021

    • 著者名/発表者名
      Megha Quamara, B. B. Gupta, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitigating Botnet Based DDoS Attacks by Selecting Incentivized Cooperating ISPs for Risk Transfer2021

    • 著者名/発表者名
      Amrita Dahiya, B.B. Gupta, Shingo Yamaguchi, Kostas Psannis
    • 学会等名
      IEEE ICCE 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Botnet Defense System and Its Basic Strategy Against Malicious Botnet2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-TW 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence Analysis of Network Density on White-Hat Worm and Basic Strategy for Botnet Defense System2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ECTI-CON 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] White-Hat Worm Launcher Based on Deep Learning in Botnet Defense System2020

    • 著者名/発表者名
      Mohd Hafizuddin Bin Kamilin, Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-Asia 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Botnet Defense System: Concept and Basic Strategy2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボットネット防衛システムの提案と基本戦略について2020

    • 著者名/発表者名
      山口 真悟
    • 学会等名
      電子情報通信学会システム数理と応用研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Formal modeling and analysis of battle between IoT malware Mirai and IoT worm Hajime2019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      ECTI-CON 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling and Evaluation of IoT Worm with Lifespan and Secondary Infectivity by Agent-Oriented Petri Net PN22019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 学会等名
      IEEE ICCE-TW 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Hajime with Secondary Infectivity in Response to Mirai's Infection Situation2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Tanaka, Shingo Yamaguchi, Monika Mikami
    • 学会等名
      IEEE GCCE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Malware - Handbook of Prevention and Detection, (Advances in Information Security)2024

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Advances in Malware and Data-Driven Network Security2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi, Brij Gupta
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      IGI Global
    • ISBN
      9781799877905
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Prime Archives in Sensors2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Vide Leaf
    • ISBN
      9788194517573
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Security, Privacy, and Forensics Issues in Big Data2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaguchi, Brij Gupta
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Information Science Reference
    • ISBN
      9781522597421
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Botnet Defense System

    • URL

      https://ds0n.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~shingo/BDS/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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