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Améliorer la sécurité dans le cloud avec un nouveau modèle de prédiction des menaces

Une nouvelle approche améliore la cybersécurité des services cloud en prédisant les menaces sur les VM.

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L'informatique en nuage a changé la façon dont on stocke et gère les données. Même si cette technologie a plein d'avantages, elle comporte aussi des risques. La nature partagée des services cloud peut exposer les utilisateurs à des menaces cybernétiques potentielles. Un des gros problèmes, c’est que les données des utilisateurs sont stockées sur des machines virtuelles (VM), qui peuvent devenir vulnérables aux attaques. Le but de cet article est de parler d'une nouvelle approche pour prédire les menaces sur les VM, afin d'améliorer la Cybersécurité dans le cloud.

Comprendre les menaces cybernétiques dans le cloud

Les services cloud sont super populaires car ils offrent flexibilité et évolutivité. Mais, les cybercriminels en profitent aussi. Ils peuvent violer des millions de dossiers chaque année, ce qui cause des pertes de données importantes et des impacts financiers pour les utilisateurs et les fournisseurs de services. Les mauvaises configurations et une mauvaise gestion des ressources virtuelles sont souvent les principales causes de ces problèmes de sécurité.

Quand plusieurs utilisateurs partagent un serveur, des vulnérabilités peuvent apparaître. Des utilisateurs malintentionnés peuvent exploiter des points faibles pour accéder à des informations sensibles. Ces menaces peuvent se manifester de différentes manières, comme un accès non autorisé aux données ou le vol de données. Du coup, les fournisseurs de services cloud (CSP) font face à d'énormes défis pour garantir la sécurité des données des utilisateurs.

La nécessité d'améliorer la prédiction des menaces

Les mesures actuelles pour renforcer la sécurité du cloud se concentrent souvent sur la réduction du partage de ressources ou le chiffrement des données, ce qui fait grimper les coûts opérationnels. Cependant, une approche plus efficace consisterait à évaluer les menaces proactivement avant qu'elles ne surviennent. En comprenant les vulnérabilités spécifiques associées aux VM, les CSP peuvent prendre de meilleures décisions concernant l'allocation et la gestion des ressources.

Modèle de prédiction des menaces basé sur l'analyse des risques multiples

Ce nouveau modèle, appelé Modèle de Prédiction des Menaces basé sur l'Analyse des Risques Multiples (MR-TPM), vise à renforcer la sécurité des VM en prédisant les menaces potentielles. Il le fait grâce à une analyse détaillée de plusieurs Facteurs de risque qui contribuent aux problèmes de cybersécurité. En évaluant le comportement des utilisateurs, la configuration des VM et la gestion globale des ressources, ce modèle peut fournir des prévisions de menaces précises.

Comment fonctionne le MR-TPM

  1. Identification des facteurs de risque : Le MR-TPM prend en compte divers risques, y compris les vulnérabilités liées aux configurations des VM et leur gestion. Il examine aussi le comportement des utilisateurs pour déceler d’éventuelles activités suspectes.

  2. Collecte et analyse des données : Le modèle collecte des données à partir de différentes sources, comme les dossiers historiques des menaces, les interactions entre VM et les activités des utilisateurs. Ces données sont ensuite analysées pour obtenir des scores de risque.

  3. Apprentissage automatique pour la prédiction : En utilisant des techniques d'apprentissage automatique, le MR-TPM identifie des modèles au sein des données collectées. Cette technologie permet au modèle d'apprendre des incidents passés et d'améliorer ses capacités de prédiction des menaces dans le temps.

  4. Mise en œuvre et résultats : Le modèle peut être intégré aux politiques d'allocation de VM existantes, ce qui pourrait réduire les menaces cybernétiques de manière significative, améliorant ainsi la sécurité globale.

Comportement des utilisateurs et configuration des VM

Le comportement des utilisateurs joue un rôle crucial dans la sécurité des environnements cloud. Les utilisateurs peuvent être classés en trois catégories :

  • Utilisateurs de confiance : Ces utilisateurs ont une bonne réputation avec une utilisation responsable des VM sans tentatives d'accès non autorisé.

  • Utilisateurs non fiables : Ces utilisateurs ont été impliqués dans des activités cybernétiques comme le phishing de données ou l'accès non autorisé, et posent donc une menace pour d'autres VM.

  • Utilisateurs inconnus : Ce sont de nouveaux utilisateurs sans historique précédent, ce qui rend difficile l'évaluation de leur comportement.

En analysant le comportement des utilisateurs, les CSP peuvent mieux gérer les accès des utilisateurs et appliquer des mesures de sécurité contre les menaces potentielles.

Atténuer les risques avec le MR-TPM

Le MR-TPM offre une solution complète pour surmonter les défis de la sécurité cloud en s'attaquant aux domaines suivants :

  • Vulnérabilité des VM : Il prend en compte les vulnérabilités inhérentes à chaque VM, y compris celles liées aux logiciels d'application et aux systèmes d'exploitation.

  • Vulnérabilité du hyperviseur : Le modèle évalue les faiblesses dans le hyperviseur, le logiciel qui permet à plusieurs VM de tourner sur une seule machine physique. Des utilisateurs malintentionnés peuvent exploiter ces vulnérabilités pour affecter toutes les VM hébergées ensemble.

  • Allocation des ressources : Comment les VM sont distribuées sur les serveurs est crucial. Le modèle analyse les risques potentiels associés à l'allocation des ressources et identifie les configurations les plus sécurisées.

Le flux opérationnel

Le modèle MR-TPM fonctionne à travers une approche systématique qui implique plusieurs étapes :

  1. Initialisation des données : Le processus commence par l'initialisation de diverses sources de données, y compris les configurations des VM et les actions des utilisateurs.

  2. Surveillance et collecte de données : Le modèle surveille en continu les activités des utilisateurs et les performances des VM pour collecter des données pertinentes.

  3. Calcul des scores de risque : Chaque VM se voit attribuer un score de risque basé sur plusieurs facteurs tels que le comportement historique, l'utilisation des ressources et les évaluations de vulnérabilité.

  4. Prédiction des menaces : En utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique, le modèle prédit les menaces potentielles en fonction des scores de risque actuels et des modèles de données historiques.

  5. Décisions de gestion des VM : Une fois les menaces prédites, le modèle peut recommander des actions comme la réallocation des VM vers des serveurs moins vulnérables.

Évaluation des performances

Pour évaluer l'efficacité du MR-TPM, diverses simulations et tests sont réalisés. Ceux-ci évaluent la précision du modèle dans la prédiction des menaces sur les VM et sa performance lorsqu'il est intégré aux politiques d'allocation de VM existantes.

Tests de référence

Le MR-TPM a été testé avec des jeux de données réels incluant des informations sur les interactions des VM et l'utilisation des ressources. Les résultats montrent un taux de précision élevé dans la prédiction des menaces cybernétiques, avec des améliorations observées à la fois dans des environnements de formation et en direct.

Comparaisons avec les modèles existants

Le modèle a montré des améliorations significatives par rapport aux approches traditionnelles de gestion des menaces. Lorsqu'il est mis en œuvre avec les stratégies de placement VM existantes, le MR-TPM a conduit à une réduction marquée du nombre de menaces de VM réalisées.

Efficacité des ressources et durabilité

En plus d'améliorer la sécurité, le MR-TPM contribue aussi à une meilleure gestion des ressources. En optimisant la façon dont les VM sont allouées, le modèle réduit l'activité inutile des serveurs, ce qui entraîne une consommation d'énergie plus faible et une efficacité globale accrue.

Conclusion

L'essor de l'informatique en nuage apporte son lot de défis, notamment en ce qui concerne la cybersécurité. En adoptant des modèles avancés comme le MR-TPM, les CSP peuvent améliorer leur capacité à prédire et gérer efficacement les menaces cybernétiques. Cette approche proactive renforce non seulement la sécurité des services cloud, mais garantit aussi une utilisation efficace des ressources.

Directions futures

À l'avenir, le MR-TPM peut être encore amélioré en intégrant d'autres facteurs de risque et en élargissant ses capacités pour traiter des menaces inconnues. La recherche dans ce domaine continuera d'évoluer, fournissant de nouvelles stratégies pour protéger les environnements cloud et les données des utilisateurs.

En mettant en œuvre des mesures de sécurité complètes, les fournisseurs de services cloud peuvent s'assurer que les utilisateurs profitent des avantages de la technologie cloud sans compromettre la sécurité de leurs données.

Source originale

Titre: An AI-Driven VM Threat Prediction Model for Multi-Risks Analysis-Based Cloud Cybersecurity

Résumé: Cloud virtualization technology, ingrained with physical resource sharing, prompts cybersecurity threats on users' virtual machines (VM)s due to the presence of inevitable vulnerabilities on the offsite servers. Contrary to the existing works which concentrated on reducing resource sharing and encryption and decryption of data before transfer for improving cybersecurity which raises computational cost overhead, the proposed model operates diversely for efficiently serving the same purpose. This paper proposes a novel Multiple Risks Analysis based VM Threat Prediction Model (MR-TPM) to secure computational data and minimize adversary breaches by proactively estimating the VMs threats. It considers multiple cybersecurity risk factors associated with the configuration and management of VMs, along with analysis of users' behaviour. All these threat factors are quantified for the generation of respective risk score values and fed as input into a machine learning based classifier to estimate the probability of threat for each VM. The performance of MR-TPM is evaluated using benchmark Google Cluster and OpenNebula VM threat traces. The experimental results demonstrate that the proposed model efficiently computes the cybersecurity risks and learns the VM threat patterns from historical and live data samples. The deployment of MR-TPM with existing VM allocation policies reduces cybersecurity threats up to 88.9%.

Auteurs: Deepika Saxena, Ishu Gupta, Rishabh Gupta, Ashutosh Kumar Singh, Xiaoqing Wen

Dernière mise à jour: 2023-08-18 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.09578

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.09578

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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