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2016 年度 実績報告書

次世代超高速イーサネットのためのネットワーク侵入検知ハードウェアに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26330069
研究機関広島市立大学

研究代表者

若林 真一  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (50210860)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードネットワーク侵入検知 / FPGA / スクリーニング
研究実績の概要

本研究では、伝送速度が毎秒100ギガビット以上の超高速イーサネットに対するネットワーク侵入検知(NID)システム構築を目的とした正規表現マッチングハードウェアの新しい構成法を提案する。本研究においては、システムに入力されるパケットをまず専用回路で高速にスクリーニングし、ウィルス感染が疑われる「怪しい」パケットだけに対して完全なマッチングを行うことでスループットを確保するNIDシステムを構築する。
本年度の研究においては、昨年度開発した高速スクリーニング回路がマッチングを実現するスクリーニングパターン集合の生成アルゴリズムを改良することで、よりハードウェア規模の小さいスクリーニング回路で効率よくウィルス感染が疑われるパケットをスクリーニングすることを目的として研究を行った。本研究においては、スクリーニングパターン生成を最適パターン生成問題として定式化し、パターン集合を受理する非決定性オートマトン(NFA)を有向グラフとみなし、グラフサイズを最小化するスクリーニングパターン集合を生成することを目的とした。この問題に対して発見的解法を提案し、計算機実験により解法の有効性を確認した。実験の結果、昨年度、開発したスクリーニングパターン生成手法より大幅にスクリーニング回路の回路規模が小さいパターン集合が生成可能であることを示した。
また、ネットワーク侵入検知に応用可能な問題として、ネットワークを流れるストリームデータの異常を検知する問題を考察し、ストリームデータに対するマハラノビス距離に基づく外れ値検出のハードウェア解法を提案し、提案解法を回路としてハードウェア設計し、従来解法と比較することで提案手法の有効性を実証した。
本年度の研究成果については、研究会論文および国際会議論文としてとりまとめ、公表した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] ネットワーク侵入検知のためのスクリーニング回路に対する最適スクリーニングパターン生成について2017

    • 著者名/発表者名
      橋本智明, 永山忍, 稲木雅人, 若林真一
    • 学会等名
      電子情報通信学会VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      那覇市(沖縄県)
    • 年月日
      2017-03-01 – 2017-03-03
  • [学会発表] ストリームデータに対するマハラノビス距離に基づく外れ値検出手法のFPGA実装2017

    • 著者名/発表者名
      荒井悠人, 若林真一, 永山忍, 稲木雅人
    • 学会等名
      電子情報通信学会リコンフィギャラブルシステム研究会
    • 発表場所
      横浜市(神奈川県)
    • 年月日
      2017-01-23 – 2017-01-25
  • [学会発表] A High-Speed Programmable Network Intrusion Detection System Based on a Multi-Byte Transition NFA2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Hashimoto, Shin’ichi Wakabayashi, Shinobu Nagayama, Masato Inagi, Ryohei Koishi, Hiroki Takaguchi
    • 学会等名
      CENICS 2016 : The Ninth International Conference on Advances in Circuits, Electronics and Micro-electronics
    • 発表場所
      Nice (France)
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-28
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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