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Migliorare la sicurezza nel cloud con un nuovo modello di previsione delle minacce

Un nuovo approccio migliora la cybersecurity per i servizi cloud prevedendo le minacce alle VM.

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Il cloud computing ha cambiato il modo in cui memorizziamo e gestiamo i dati. Anche se questa tecnologia offre molti vantaggi, ci sono anche rischi. La natura condivisa dei servizi cloud può esporre gli utenti a potenziali minacce informatiche. Uno dei problemi principali è che i dati degli utenti sono memorizzati su macchine virtuali (VM), che possono diventare vulnerabili ad attacchi. L'obiettivo di questo articolo è discutere un nuovo approccio per prevedere le minacce alle VM, migliorando la cybersecurity nel cloud.

Comprendere le minacce informatiche nel cloud computing

I servizi cloud sono popolari perché offrono flessibilità e scalabilità. Tuttavia, anche i criminali informatici stanno approfittando di questi sistemi. Possono violare milioni di record ogni anno, portando a significative perdite di dati e impatti finanziari per utenti e fornitori di servizi. Le configurazioni errate e la cattiva gestione delle risorse virtuali sono spesso le cause principali di questi problemi di sicurezza.

Quando più utenti condividono un server, possono sorgere vulnerabilità. Utenti malintenzionati potrebbero sfruttare i punti deboli per accedere a informazioni sensibili. Queste minacce possono manifestarsi in vari modi, come accesso non autorizzato ai dati o furto di dati. Di conseguenza, i fornitori di servizi cloud (CSP) affrontano sfide significative per garantire la sicurezza dei dati degli utenti.

La necessità di una migliore previsione delle minacce

Le misure attuali per rafforzare la sicurezza del cloud spesso si concentrano sulla riduzione della condivisione delle risorse o sulla crittografia dei dati, portando a un aumento dei costi operativi. Tuttavia, un approccio più efficiente comporterebbe la valutazione proattiva delle minacce prima che si verifichino. Comprendendo le specifiche vulnerabilità associate alle VM, i CSP possono prendere decisioni migliori sulla gestione e allocazione delle risorse.

Modello di previsione delle minacce basato su analisi di più rischi

Questo nuovo modello, chiamato Modello di Previsione delle Minacce basato su Analisi di più Rischi (MR-TPM), mira a migliorare la sicurezza delle VM prevedendo potenziali minacce. Lo fa attraverso un'analisi dettagliata di più Fattori di rischio che contribuiscono ai problemi di cybersecurity. Valutando il comportamento degli utenti, la configurazione delle VM e la gestione complessiva delle risorse, questo modello può fornire previsioni di minacce accurate.

Come funziona MR-TPM

  1. Identificazione dei fattori di rischio: MR-TPM considera vari rischi, compresi quelli legati alle configurazioni delle VM e a come vengono gestite. Esamina anche il comportamento degli utenti per identificare eventuali attività sospette.

  2. Raccolta e analisi dei dati: Il modello raccoglie dati da diverse fonti, inclusi registri storici di minacce, interazioni tra VM e attività degli utenti. Questi dati vengono poi analizzati per derivare punteggi di rischio.

  3. Apprendimento Automatico per la previsione: Utilizzando tecniche di apprendimento automatico, MR-TPM identifica schemi nei dati raccolti. Questa tecnologia consente al modello di imparare dagli incidenti passati e migliorare le sue capacità di previsione delle minacce nel tempo.

  4. Implementazione e risultati: Il modello può essere integrato nelle politiche di allocazione delle VM esistenti, riducendo potenzialmente le minacce informatiche di una percentuale significativa, migliorando così la sicurezza complessiva.

Comportamento degli utenti e configurazione delle VM

Il comportamento degli utenti gioca un ruolo cruciale nella sicurezza degli ambienti cloud. Gli utenti possono essere classificati in tre categorie:

  • Utenti fidati: Questi utenti hanno una storia di utilizzo responsabile delle VM senza tentativi di accesso non autorizzati.

  • Utenti non fidati: Questi utenti sono stati coinvolti in attività informatiche come il phishing dei dati o accessi non autorizzati ai dati e quindi rappresentano una minaccia per altre VM.

  • Utenti sconosciuti: Questi sono nuovi utenti senza storia precedente, rendendo difficile valutare il loro comportamento.

Analizzando il comportamento degli utenti, i CSP possono gestire meglio gli accessi degli utenti e applicare misure di sicurezza per proteggere contro potenziali minacce.

Mitigazione dei rischi con MR-TPM

MR-TPM offre una soluzione completa per superare le sfide nella sicurezza del cloud affrontando le seguenti aree:

  • Vulnerabilità delle VM: Tiene conto delle vulnerabilità intrinseche di ciascuna VM, comprese quelle legate ai software applicativi e ai sistemi operativi.

  • Vulnerabilità dell'iperboreale: Il modello valuta le debolezze nell’iperboreale, il software che consente a più VM di funzionare su una singola macchina fisica. Gli utenti malintenzionati possono sfruttare queste vulnerabilità per influenzare tutte le VM co-hosted.

  • Allocazione delle risorse: Come vengono distribuite le VM tra i server è cruciale. Il modello analizza i potenziali rischi associati al modo in cui vengono allocate le risorse e identifica le configurazioni più sicure.

Il flusso di lavoro operativo

Il modello MR-TPM funziona attraverso un approccio sistematico che coinvolge diversi passaggi:

  1. Inizializzazione dei dati: Il processo inizia con l'inizializzazione di varie fonti di dati, comprese le configurazioni delle VM e le azioni degli utenti.

  2. Monitoraggio e raccolta dati: Il modello monitora continuamente le attività degli utenti e le prestazioni delle VM per raccogliere dati rilevanti.

  3. Calcolo del punteggio di rischio: A ciascuna VM viene assegnato un punteggio di rischio in base a più fattori, come il comportamento storico, l'uso delle risorse e le valutazioni di vulnerabilità.

  4. Previsione delle minacce: Utilizzando algoritmi di apprendimento automatico, il modello prevede potenziali minacce in base agli attuali punteggi di rischio e ai modelli di dati storici.

  5. Decisioni di gestione delle VM: Una volta previste le minacce, il modello può raccomandare azioni come la riallocazione delle VM a server meno vulnerabili.

Valutazione delle prestazioni

Per valutare l’efficacia di MR-TPM, vengono condotte varie simulazioni e test. Questi valutano l’accuratezza del modello nella previsione delle minacce alle VM e le sue prestazioni quando integrato con le politiche di allocazione delle VM esistenti.

Test di riferimento

MR-TPM è stato testato utilizzando set di dati reali che includono informazioni sulle interazioni delle VM e l'uso delle risorse. I risultati indicano un alto tasso di accuratezza nella previsione delle minacce informatiche, con miglioramenti notati sia negli ambienti di addestramento che in quelli live.

Confronti con modelli esistenti

Il modello ha mostrato miglioramenti significativi rispetto agli approcci tradizionali di gestione delle minacce. Quando implementato insieme alle strategie di posizionamento delle VM esistenti, MR-TPM ha portato a una riduzione notevole del numero di minacce alle VM realizzate.

Efficienza delle risorse e sostenibilità

Oltre a migliorare la sicurezza, MR-TPM contribuisce anche a una migliore gestione delle risorse. Ottimizzando come vengono allocate le VM, il modello riduce l’attività server non necessaria, portando a un consumo energetico inferiore e a una maggiore efficienza complessiva.

Conclusione

L'ascesa del cloud computing porta con sé un insieme unico di sfide, in particolare per quanto riguarda la cybersecurity. Adottando modelli avanzati come MR-TPM, i CSP possono migliorare la loro capacità di prevedere e gestire le minacce informatiche in modo efficace. Questo approccio proattivo non solo migliora la sicurezza dei servizi cloud, ma garantisce anche un uso efficiente delle risorse.

Direzioni future

Andando avanti, MR-TPM può essere ulteriormente migliorato incorporando altri fattori di rischio ed estendendo le sue capacità per affrontare minacce sconosciute. La ricerca in questo settore continuerà a evolversi, fornendo nuove strategie per proteggere gli ambienti cloud e i dati degli utenti.

Implementando misure di sicurezza complete, i fornitori di servizi cloud possono garantire che gli utenti possano godere dei vantaggi della tecnologia cloud senza compromettere la sicurezza dei propri dati.

Fonte originale

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

Estratto: 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%.

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

Ultimo aggiornamento: 2023-08-18 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2308.09578

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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