Modello Avanzato di Rilevamento per Trojan Basati su HTTP
Nuovo approccio migliora il rilevamento del traffico HTTP dannoso.
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Indice
I trojan sono un tipo di software dannoso che può invadere il tuo computer o altri dispositivi. Spesso ingannano gli utenti facendogli credere che siano programmi sicuri. Un tipo comune di attacco trojan avviene tramite il traffico HTTP, che è ampiamente usato per navigare su internet. Con l’aumento delle nostre attività online, il numero di trojan cresce, rendendo sempre più importante trovare modi efficaci per riconoscerli.
Riconoscere i trojan basati su HTTP è diventato più difficile perché i metodi attualmente usati faticano a tenere il passo con i nuovi modi più complessi in cui avvengono questi attacchi. Molti sistemi di Rilevamento si basano su metodi tradizionali che richiedono molto lavoro manuale per identificare schemi di comportamento normale e dannoso, il che spesso non è sufficiente per le minacce di oggi.
Sfide nel Rilevamento
La maggior parte dei metodi di rilevamento attuali ha difficoltà perché si basa in gran parte su regole o schemi specifici. Le tecniche di machine learning tradizionali necessitano di una progettazione attenta delle caratteristiche per distinguere tra traffico buono e cattivo. Questo diventa complicato quando i modelli di attacco cambiano o quando emergono nuovi tipi di attacchi. In particolare, rilevare i trojan nel traffico HTTP è difficile poiché questi metodi potrebbero non adattarsi bene alla natura in continua evoluzione del traffico di rete.
D'altra parte, il deep learning ha guadagnato popolarità per la sua capacità di analizzare grandi quantità di dati in modo automatico. Tuttavia, applicare semplicemente il deep learning senza considerare le caratteristiche specifiche del traffico HTTP non sempre dà buoni risultati. I metodi devono adattarsi alle caratteristiche uniche dei trojan basati su HTTP.
Soluzione Proposta
Per affrontare questi problemi, è stato sviluppato un nuovo approccio di rilevamento. Questo metodo combina il deep learning-specificamente le reti neurali-con caratteristiche statistiche dai dati di traffico. In questo modo, il modello può apprendere in modo più efficace quale comportamento è normale e quale è un attacco trojan.
Questo modello è strutturato per analizzare i dati in diversi livelli. Il primo livello guarda ai singoli pacchetti di dati, mentre un secondo livello considera il flusso di pacchetti nel tempo. Questa analisi multi-livello aiuta a catturare caratteristiche più essenziali del traffico, migliorando la capacità del modello di identificare comportamenti dannosi.
Raccolta Dati
Creare un modello di rilevamento affidabile inizia con buoni dati. È stato compilato un dataset che include sia traffico HTTP sicuro (benigno) che non sicuro (trojan). Raccogliendo una vasta gamma di dati di traffico, il modello può apprendere da molti esempi, migliorando la sua capacità di rilevare nuovi attacchi.
Il traffico benigno viene raccolto attraverso metodi approvati, garantendo la protezione della privacy. Dall'altra parte, il traffico non sicuro è stato raccolto da diverse fonti. Questo includeva l'analisi del traffico di rete in tempo reale e la cattura di dati da ambienti monitorati. Dopo la raccolta, i dati sono stati elaborati per garantire che potessero essere usati efficacemente nell'addestramento del modello di rilevamento.
Progettazione del Modello
Il modello di rilevamento opera in due parti principali. La prima parte si concentra sulla comprensione dei dati a livello di pacchetto. Qui viene utilizzata una tecnica chiamata Rete Neurale Convoluzionale (CNN), che è brava a identificare schemi nei dati. Questa parte del modello può individuare caratteristiche uniche che potrebbero indicare un attacco trojan.
La seconda parte gestisce i dati a un livello più alto, guardando come i pacchetti fluiscono nel tempo usando un'altra tecnica chiamata Memoria a Lungo e Breve Termine (LSTM). Questo aiuta il modello a comprendere la sequenza e i tempi delle trasmissioni di pacchetti, il che può anche rivelare comportamenti dannosi.
Combinando questi due approcci, il modello mira a migliorare i tassi di rilevamento mantenendo bassi i falsi allarmi. Inoltre, caratteristiche statistiche che forniscono contesto sul traffico vengono aggiunte al modello, arricchendo ulteriormente i dati da cui il modello può apprendere.
Sperimentazione e Valutazione
Dopo aver costruito il modello, è stato testato per vedere quanto bene funziona. Diverse versioni del modello sono state create per controllare l'impatto dell'uso di caratteristiche statistiche rispetto a non usarle. I test hanno mostrato che l'inclusione di queste caratteristiche ha significativamente migliorato la precisione del rilevamento.
Per la valutazione, sono stati utilizzati metriche di performance come precisione e richiamo. La precisione misura quanti dei minacce rilevate erano realmente minacce, mentre il richiamo valuta quanto bene il sistema potesse trovare tutte le minacce reali. I risultati hanno mostrato che il modello poteva rilevare i trojan con un alto grado di precisione, raggiungendo quasi il 99,4% nel richiamo. Questo significa che il modello era molto bravo a identificare minacce reali, minimizzando gli allarmi mancati.
Gestione dei Dati sbilanciati
Un'altra sfida nella costruzione di sistemi di rilevamento è gestire i dati sbilanciati, dove il traffico benigno supera di gran lunga il traffico dannoso. Le fasi di test hanno valutato come il modello gestisse diversi rapporti di dati benigni e dannosi. Man mano che i campioni benigni aumentavano nei dati di addestramento, il modello diventava più preciso nell'identificare le minacce. Tuttavia, quando c'erano meno campioni dannosi, le prestazioni del modello diminuivano leggermente, ma riusciva comunque a funzionare bene.
Confronto con Altri Metodi
Il nuovo modello è stato anche confrontato con altri metodi prevalenti nel campo del rilevamento del traffico. Modelli tradizionali come le Macchine a Vettori di Supporto (SVM) e gli Alberi di Decisione sono stati inclusi nel confronto. I risultati hanno indicato che il modello proposto ha performato meglio complessivamente, rilevando una percentuale più alta di minacce reali mantenendo una velocità ragionevole.
Il modello più recente non solo ha superato questi metodi classici, ma ha anche mostrato maggiore robustezza di fronte a set di dati sbilanciati. Le scoperte suggeriscono che l'uso di una rete neurale che combina deep learning con un contesto statistico può migliorare significativamente l'identificazione del traffico trojan.
Conclusione
Lo sviluppo di un nuovo modello per rilevare il traffico trojan basato su HTTP affronta molte sfide associate ai metodi tradizionali. Applicando tecniche di deep learning insieme ad analisi statistica, il modello ha mostrato risultati promettenti nell'identificare accuratamente il traffico dannoso. Dimostra anche la capacità di adattarsi a condizioni variabili, migliorando le sue prestazioni in scenari reali.
Il lavoro futuro si concentrerà sull'espansione del dataset includendo più tipi di trojan e migliorando le capacità di generalizzazione del modello. Questo aiuterà a tenere il passo con la crescente complessità del traffico internet e l'emergere continuo di nuove minacce. L’obiettivo rimane quello di perfezionare i metodi di rilevamento, rendendo internet più sicuro per gli utenti di tutti i giorni.
Titolo: A method based on hierarchical spatiotemporal features for trojan traffic detection
Estratto: Trojans are one of the most threatening network attacks currently. HTTP-based Trojan, in particular, accounts for a considerable proportion of them. Moreover, as the network environment becomes more complex, HTTP-based Trojan is more concealed than others. At present, many intrusion detection systems (IDSs) are increasingly difficult to effectively detect such Trojan traffic due to the inherent shortcomings of the methods used and the backwardness of training data. Classical anomaly detection and traditional machine learning-based (TML-based) anomaly detection are highly dependent on expert knowledge to extract features artificially, which is difficult to implement in HTTP-based Trojan traffic detection. Deep learning-based (DL-based) anomaly detection has been locally applied to IDSs, but it cannot be transplanted to HTTP-based Trojan traffic detection directly. To solve this problem, in this paper, we propose a neural network detection model (HSTF-Model) based on hierarchical spatiotemporal features of traffic. Meanwhile, we combine deep learning algorithms with expert knowledge through feature encoders and statistical characteristics to improve the self-learning ability of the model. Experiments indicate that F1 of HSTF-Model can reach 99.4% in real traffic. In addition, we present a dataset BTHT consisting of HTTP-based benign and Trojan traffic to facilitate related research in the field.
Autori: Jiang Xie, Shuhao Li, Yongzheng Zhang, Xiaochun Yun, Jia Li
Ultimo aggiornamento: 2023-09-03 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2309.01174
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.01174
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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