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2019 年度 実績報告書

サイバー攻撃のリアルタイム検知・分類・可視化のためのオンライン学習方式

研究課題

研究課題/領域番号 16H02874
研究機関神戸大学

研究代表者

小澤 誠一  神戸大学, 数理・データサイエンスセンター, 教授 (70214129)

研究分担者 金 相旭  神戸大学, 工学研究科, 助教 (00826878)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード機械学習 / サイバーセキュリティ / 攻撃検知 / 攻撃分類 / 攻撃可視化 / 追加学習 / 相関ルールマイニング / 深層学習
研究実績の概要

2019年度では,NICTサイバーセキュリティ研究所と連携し、攻撃検知の対象を大規模ダークネットセンサに加えて中規模センサを追加して拡大し、サイバー攻撃を広域かつ高性能に検知・分類・可視化できる学習型攻撃監視システムを開発した.以下に最終年度で得られた成果をまとめる.

(1)DDoSバックスキャッタ検知の高度化:ダークネットセンサで受信したUDPパケットからDDoSバックスキャッタ判定を行う観測システムでは、従来、送信元ホストから送出されるパケットのトラフィック特徴に基づいて検知してきたが、TCP通信に比べて、その検知精度に問題があった.そこで本年度では、従来のトラフィック特徴に加えて、「タイル」と呼ばれる通信トラフィックの可視化画像を畳込みニューラルネットで学習した高次元特徴を加え,UDP通信に対する検知精度の改善を図った.2019年1月1日から1月15日の観測パケットで学習し、その後、2月28日までバックスキャッタ判定と低信頼度ケースの追加学習を行って上で性能評価を行った.その結果、従来手法に比べて0.052ポイントの性能改善が得られ、F値は0.976となり、ほぼ実用レベルに達した.

(2)スキャン攻撃分類に基づくボットネット検知:送信元ホストから送出されるTCP SYNパケットから宛先ポート番号を抽出し、このポート番号の集合をドキュメントと捉えて、FastTextによる宛先ポートの共起性に基づいたPort埋込ベクトルを得る方法を開発した.この埋込ベクトルをk-平均クラスタリングして、類似したスキャン攻撃を行っているホスト群を特定し、それを可視化する手法を提案した.この手法を2020年1月30日から2月1日に大規模ダークネットセンサで観測された約50万ホストの通信パケットを解析した結果、IoTマルウェアであるMiraiへの感染が疑われるホスト群の可視化に成功した.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] リュブリャナ大学(スロベニア)

    • 国名
      スロベニア
    • 外国機関名
      リュブリャナ大学
  • [雑誌論文] Deep Neural Networks for Malicious JavaScript Detection Using Bytecode Sequences2020

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Fakhrur Rozi, Sangwook Kim and Seiichi Ozawa
    • 雑誌名

      Proc. of 2020 IEEE/INNS International Joint Conference on Neural Networks

      巻: - ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A machine learning approach to detection of JavaScript-based attacks using AST features and paragraph vectors2019

    • 著者名/発表者名
      Ndichu Samuel、Kim Sangwook、Ozawa Seiichi、Misu Takeshi、Makishima Kazuo
    • 雑誌名

      Applied Soft Computing

      巻: 84 ページ: 105721~105721

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.asoc.2019.105721

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploring and Identifying Malicious Sites in Dark Web Using Machine Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Yuki、Ozawa Seiichi
    • 雑誌名

      Neural Information Processing. ICONIP 2019. Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11955 ページ: 319~327

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-36718-3_27

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A study of IoT malware activities using association rule learning for darknet sensor data2019

    • 著者名/発表者名
      Ozawa Seiichi、Ban Tao、Hashimoto Naoki、Nakazato Junji、Shimamura Jumpei
    • 雑誌名

      International Journal of Information Security

      巻: 19 ページ: 83~92

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10207-019-00439-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Machine Learning Model Performance Improvement Approach to Detection of Obfuscated JavaScript-based Attacks2020

    • 著者名/発表者名
      Samuel Ndichu, Sangwook Kim, Seiichi Ozawa
    • 学会等名
      The Network and Distributed System Security Symposium 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習モデルを用いたコマンドログに基づくユーザなりすまし検知2020

    • 著者名/発表者名
      安達貴洋,小澤誠一,春木博行
    • 学会等名
      情報処理学会 第88回コンピュータセキュリティ研究発表会
  • [学会発表] 深層学習モデルを用いたURLに着目したアクセスログ内の悪性Webサイト探索2020

    • 著者名/発表者名
      前橋祐斗,小澤誠一,山田明
    • 学会等名
      情報処理学会 第88回コンピュータセキュリティ研究発表会
  • [学会発表] デジタルトランスフォーメーションがもたらす社会変革(1)『いまさら聞けないデジタル化』2020

    • 著者名/発表者名
      小澤誠一
    • 学会等名
      デジタルトランスフォーメーション研究機構
    • 招待講演
  • [学会発表] Malicious JavaScript Detection Using Doc2Vec Feature Learning - Improvement in Detection of Obfuscated Parts through Simplification and Decoding2019

    • 著者名/発表者名
      Samuel Ndichu, Sangwook Kim, Seiichi Ozawa
    • 学会等名
      The 14th International Workshop on Security 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 相関ルール解析とダークネット解析を用いたネットワークスキャン観測の高度化2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 直輝,小澤 誠一,班 涛,島村 隼平
    • 学会等名
      63回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [学会発表] 機械学習とダークネット解析を用いたDDoS観測の高度化2019

    • 著者名/発表者名
      畑中 拓哉,小澤 誠一,班 涛,島村 隼平
    • 学会等名
      63回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [学会発表] ダークネットUDP通信の可視化画像とトラフィック統計量を用いたDDoSバックスキャッタ判定の改善2019

    • 著者名/発表者名
      野村 竜也、小澤 誠一、班 涛、島村 隼平
    • 学会等名
      コンピュータセキュリティシンポジウム 2019
  • [学会発表] 人工知能のメカニズムと活用2019

    • 著者名/発表者名
      小澤誠一
    • 学会等名
      日本総研セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] DXと人工知能のメカニズムと活用2019

    • 著者名/発表者名
      小澤誠一
    • 学会等名
      デジタルトランスフォーメーション研究機構
    • 招待講演
  • [学会発表] Brain-Inspired Neural Network Architectures for Brain Inspired AI2019

    • 著者名/発表者名
      Nikola Kasabov (convener), Zeng-Guang Hou, Minho Lee, Seiichi Ozawa, Jie Yang, David Powers
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning Approach to Detection of Malicious URLs and Malicious JavaScript2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Ozawa
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] AI×セキュリティ

    • URL

      https://kuilt-lab.jp/research/ai-security/

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公開日: 2021-01-27  

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