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Nuevo método para detectar ataques DDoS

Un enfoque en tiempo real para detectar ataques DDoS usando flujos de paquetes.

― 5 minilectura


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Tabla de contenidos

Los ataques de Denegación de Servicio Distribuido (DDoS) son un problema serio en Internet. Estos ataques inundan un objetivo con un montón de mensajes para interrumpir su funcionamiento normal. Con el desarrollo de la tecnología, estos ataques se han vuelto más poderosos y variados. Esto significa que encontrar una manera de detectarlos y detenerlos rápido es muy importante, pero también bastante complicado. Este artículo habla de un nuevo método para detectar Ataques DDos usando una forma diferente de procesar datos.

El Reto con los Métodos de Detección Actuales

La mayoría de los métodos de detección actuales miran registros de tamaño fijo que resumen estadísticas de tráfico. Estos registros ayudan a identificar ataques, pero tienen limitaciones. No incluyen el contenido real de los Paquetes, lo que dificulta detectar ataques que pueden no generar mucho tráfico pero aún así causan daño. Además, los métodos existentes esperan a que todo el flujo de datos termine antes de tomar una decisión. Esta demora puede permitir que los ataques continúen más tiempo del necesario.

Nuestro Nuevo Enfoque

Proponemos una nueva forma de mirar los Flujos de datos. En lugar de tratar un flujo como un resumen fijo, lo tratamos como un stream de paquetes. Al hacer esto, podemos analizar los datos a medida que llegan y detectar posibles ataques mucho antes.

¿Por Qué Streams?

Usar paquetes en una estructura de stream permite una inspección más detallada de los datos. Cada paquete puede tener diferentes características, como su longitud y tiempo, que pueden dar pistas vitales sobre si un ataque está ocurriendo. Al centrarnos en la relación entre paquetes, podemos crear un mejor sistema de detección que no dependa solo de estadísticas resumidas.

Cómo Funciona

Nuestro método utiliza un tipo de árbol de decisiones diseñado para trabajar con conjuntos de paquetes. Este árbol de decisiones puede manejar streams de diferentes longitudes, lo que significa que puede adaptarse a diferentes flujos En tiempo real. Introducimos un mecanismo de atención que ayuda al árbol a enfocarse en los paquetes más importantes de un flujo, permitiendo una detección más rápida y precisa.

Analizando los Primeros Paquetes

Las investigaciones muestran que los primeros paquetes de un flujo pueden dar información significativa sobre si es benigno o sospechoso. Por ejemplo, si está ocurriendo un comportamiento malicioso, a menudo muestra patrones en los primeros paquetes. Nuestro enfoque permite la detección basada solo en los primeros dos o cuatro paquetes de un flujo, lo que lleva a un ahorro de tiempo dramático en la detección.

Los Conjuntos de Datos

Para probar nuestro método, usamos dos conjuntos de datos recientes que incluyen una variedad de tipos de ataques DDoS. Estos conjuntos de datos proporcionaron una gama de escenarios de ataque y estaban diseñados para evaluar diferentes técnicas de detección de intrusiones de manera efectiva.

Características del Conjunto de Datos

El primer conjunto de datos, CICDDoS2019, contiene más de 50 millones de flujos de ataques DDoS, mientras que el segundo, CICIDS2017, incluye varios tipos de ataques más allá del DDoS. Ambos conjuntos de datos tienen tráfico de fondo realista, lo que ayuda a imitar las condiciones del mundo real para nuestras pruebas.

Resultados Experimentales

Nuestro método fue evaluado en ambos conjuntos de datos, y los resultados fueron prometedores. Encontramos que nuestro enfoque igualó o incluso superó los métodos existentes de aprendizaje automático en la detección de ataques DDoS.

Alta Precisión

Para el conjunto de datos CICDDoS2019, nuestra detección alcanzó una precisión del 99.9%. Esto muestra que el modelo puede clasificar con precisión el tráfico como benigno o un ataque. De manera similar, en el conjunto de datos CICIDS2017, logramos una precisión general de más del 99.6%.

Detección Temprana

Nuestro método también destaca en la detección temprana. Al analizar solo los primeros dos paquetes de un flujo, pudimos lograr un ahorro de tiempo de aproximadamente el 99.79% al detectar ataques DDoS. Esto significa que en lugar de esperar a que todo el flujo termine, nuestro sistema puede identificar y responder a posibles amenazas casi al instante.

Los Beneficios de Nuestro Enfoque

  1. Velocidad: Al procesar flujos en tiempo real, podemos detectar ataques mucho más rápido que los métodos tradicionales.
  2. Eficiencia: Nuestro enfoque requiere menos datos para analizar; nos enfocamos solo en una pequeña parte del tráfico.
  3. Adaptabilidad: El sistema puede manejar varios tipos de ataques y adaptarse a diferentes condiciones de tráfico.

Conclusión

Los ataques DDoS continúan siendo una amenaza significativa para los servicios en línea. Nuestro nuevo enfoque para la detección de intrusiones representa un gran avance. Al centrarnos en los paquetes en un flujo en lugar de depender de resúmenes fijos, podemos identificar amenazas más rápido y con mayor precisión. Estos avances podrían llevar a una mejor protección para los servicios en línea y a un Internet más seguro en general.

Nuestro método no solo supera las soluciones existentes, sino que también proporciona una base para futuras investigaciones y desarrollos en el campo de la detección DDoS y la ciberseguridad. A medida que el panorama de las amenazas cibernéticas continúa evolucionando, tener sistemas de detección eficientes y efectivos es crítico para mantener la integridad y disponibilidad de los servicios en línea.

Fuente original

Título: A Flow is a Stream of Packets: A Stream-Structured Data Approach for DDoS Detection

Resumen: Distributed Denial of Service (DDoS) attacks are getting increasingly harmful to the Internet, showing no signs of slowing down. Developing an accurate detection mechanism to thwart DDoS attacks is still a big challenge due to the rich variety of these attacks and the emergence of new attack vectors. In this paper, we propose a new tree-based DDoS detection approach that operates on a flow as a stream structure, rather than the traditional fixed-size record structure containing aggregated flow statistics. Although aggregated flow records have gained popularity over the past decade, providing an effective means for flow-based intrusion detection by inspecting only a fraction of the total traffic volume, they are inherently constrained. Their detection precision is limited not only by the lack of packet payloads, but also by their structure, which is unable to model fine-grained inter-packet relations, such as packet order and temporal relations. Additionally, inferring aggregated flow statistics must wait for the complete flow to end. Here we show that considering flow inputs as variable-length streams composed of their associated packet headers, allows for very accurate and fast detection of malicious flows. We evaluate our proposed strategy on the CICDDoS2019 and CICIDS2017 datasets, which contain a comprehensive variety of DDoS attacks. Our approach matches or exceeds existing machine learning techniques' accuracy, including state-of-the-art deep learning methods. Furthermore, our method achieves significantly earlier detection, e.g., with CICDDoS2019 detection based on the first 2 packets, which corresponds to an average time-saving of 99.79% and uses only 4--6% of the traffic volume.

Autores: Raja Giryes, Lior Shafir, Avishai Wool

Última actualización: 2024-05-12 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2405.07232

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.07232

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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