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確率モデルに基づく最適なセキュリティパッチ管理ツールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K17742
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60070:情報セキュリティ関連
研究機関大阪大学 (2022-2023)
立命館大学 (2021)

研究代表者

鄭 俊俊  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 特任助教(常勤) (80822832)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード耐侵入システム / 確率モデル / マルコフ再生過程 / 位相型近似 / 感度分析 / パッチ管理 / 空間信頼性 / 定常解析 / プル型セキュリティパッチ管理 / 定常アベイラビリティ / 信頼性評価 / マルコフ型到着過程 / セキュリティパッチ管理 / 情報セキュリティ
研究開始時の研究の概要

本研究では,耐侵入システムの最適なパッチ適用戦略について検討する.システムの振る舞いを正確に表現するために,一般分布による状態遷移を含むマルコフ再生過程を用いてシステムのモデル化を行う.また,位相型近似によりマルコフ再生過程を解析する.数値解析によりシステムのセキュリティ評価とコスト評価の両方の観点から最適なパッチ適用タイミングを明らかにする.さらに,提案されたパッチ管理戦略に基づくパッチ管理ツールを開発する.

研究成果の概要

本研究では,耐侵入システムの最適なパッチ適用戦略を確率モデルに基づいて検討し,セキュリティパッチ管理ツールを開発した.システムの振る舞いをマルコフ再生過程を用いてモデル化し,セキュリティ評価とコスト評価の両観点から最適なパッチ適用タイミングを明らかにした.また,感度分析を行うことで,システムの最適化を図った.深層学習でマルウェアの検出と分類方法を提案し,システムの安全性と可用性を向上させた.さらに,階層的モデリングで多状態システムの性能指標の評価方法を提案し,異なる視点から最適なパッチ適用戦略の策定を可能にした.この研究は耐侵入システムの理論基盤を強化し,実用化への重要なステップとなった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,耐侵入システムの理論的基盤を強化し,最適なセキュリティパッチ管理を実現するための新しいアプローチを提供した点で学術的意義がある.確率モデルと深層学習を組み合わせることで,システムの信頼性と安全性を向上させる手法を確立した.また、これによりシステム管理者がより効率的にセキュリティパッチを適用できるようになり,サイバー攻撃に対する防御力が向上する社会的意義も大きい.実用化に向けた重要なステップを踏み出した本研究は,セキュリティ技術の発展に寄与している.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Duke University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On the sensitivity of stationary solutions of Markov regenerative processes2024

    • 著者名/発表者名
      JunjunZheng, Hiroyuki Okamura, Tadashi Dohi
    • 雑誌名

      Performance Evaluation

      巻: 164 ページ: 102397-102397

    • DOI

      10.1016/j.peva.2024.102397

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深層学習のソフトウェア信頼性とサイバーセキュリティへの応用2023

    • 著者名/発表者名
      李晨, 鄭俊俊
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 5 ページ: 250-258

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitivity analysis for a Markov regenerative software rejuvenation model2022

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 雑誌名

      Stochastic Models

      巻: - ページ: 1-28

    • DOI

      10.1080/15326349.2022.2117195

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Security Evaluation of Intrusion Tolerant Systems With Markovian Arrivals2021

    • 著者名/発表者名
      Zheng Junjun、Okamura Hiroyuki、Dohi Tadashi、Trivedi Kishor S.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Reliability

      巻: 70 号: 2 ページ: 547-562

    • DOI

      10.1109/tr.2020.3026570

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Availability Analysis of Software Systems with Rejuvenation and Checkpointing2021

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 雑誌名

      Mathematics

      巻: 9 号: 8 ページ: 846-846

    • DOI

      10.3390/math9080846

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Hierarchical dependability modeling with multi-state systems2023

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi,
    • 学会等名
      The 28th IEEE Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing (PRDC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the interval reliability of intrusion tolerant systems using semi-Markov models2022

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      The 10th Asia-Pacific International Symposium on Advanced Reliability and Maintenance
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A note on optimal pull-type security patch management policies for intrusion tolerant systems2022

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A note on Interval Reliability Analysis of Intrusion Tolerant Systems Subject to DoS Attacks2022

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] An efficient transformer encoder-based classification of malware using API calls2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Li, Zheng Chen, and Junjun Zheng
    • 学会等名
      The 24th IEEE International Conference on High Performance Computing & Communications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity Analysis of Software Rejuvenation Model with Markov Regenerative Process2021

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      2021 IEEE International Symposium on Software Reliability Engineering Workshops
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interval Reliability Analysis of Intrusion Tolerant Systems Subject to DoS Attacks2021

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Mathematical Techniques in Engineering Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Note on Sensitivity Analysis of Software Rejuvenation Model with Markov Regenerative Process2021

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Note on Local Sensitivity Analysis of Stationary Solutions for Markov Regenerative Processes2021

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, jiahao Zhang, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 学会等名
      電子情報通信学会信頼性研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Advances in Reliability and Maintainability Methods and Engineering Applications (Chapter 5: Sensitivity estimation of Markov reward models and its applications to component importance analysis)2023

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9783031288593
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Maintenance Management - Current Challenges, New Developments, and Future Directions (Chapter 5: Pull-type security patch management in intrusion tolerant systems: modeling and analysis) (G. Lambert-Torres et al., eds.)2023

    • 著者名/発表者名
      Junjun Zheng, Hiroyuki Okamura, and Tadashi Dohi
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      IntechOpen
    • ISBN
      9781803564807
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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