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Framework de Compartilhamento Seguro de Inteligência Contra Ameaças Cibernéticas: SeCTIS

SeCTIS permite o compartilhamento seguro de inteligência sobre ameaças cibernéticas, mantendo a privacidade e a qualidade dos dados.

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No mundo de hoje, as organizações dependem muito da tecnologia, o que aumentou o risco de ataques cibernéticos. À medida que mais organizações usam dispositivos inteligentes que se conectam entre si para melhorar suas operações, elas enfrentam um número maior de ameaças. Essa complexidade nas operações torna necessário que essas organizações adotem novos métodos para proteger seus sistemas. Uma área de foco é a Inteligência de Ameaças Cibernéticas (CTI), que envolve compartilhar informações sobre ameaças cibernéticas. No entanto, os métodos atuais de compartilhamento dessas informações muitas vezes não protegem dados sensíveis. Para resolver essa limitação, desenvolvemos o SeCTIS, uma estrutura que permite que as organizações compartilhem CTI de forma segura, mantendo a privacidade.

Importância da Inteligência de Ameaças Cibernéticas

A Inteligência de Ameaças Cibernéticas (CTI) desempenha um papel vital em ajudar as organizações a se defenderem contra ameaças cibernéticas. A CTI envolve coletar, analisar e interpretar informações sobre ameaças e vulnerabilidades potenciais. Com o aumento de dispositivos conectados, as organizações podem reunir grandes quantidades de dados de CTI. No entanto, confiar apenas em dados internos não é o suficiente; as organizações também devem se beneficiar de informações disponíveis externamente, como por meio de fóruns de hackers e blogs técnicos. Compartilhar essa inteligência permite que as organizações melhorem suas defesas contra ataques potenciais.

Desafios no Compartilhamento da Inteligência de Ameaças Cibernéticas

Apesar de suas vantagens, compartilhar CTI traz desafios:

  1. Preocupações com a Privacidade: As organizações podem hesitar em compartilhar seus dados, com medo de danos à reputação se sua identidade for exposta.

  2. Problemas de Confiança: Sem fontes conhecidas, a credibilidade das informações compartilhadas pode ser questionada, dificultando a construção de confiança entre as organizações.

  3. Qualidade da Informação: Dados incompletos ou falsos podem desviar as organizações em suas defesas.

  4. Alocação de Recursos: Muitas organizações não têm os recursos necessários para garantir que as informações compartilhadas sejam utilizáveis e automatizadas.

  5. Restrições Legais: Diferentes países têm legislações variadas quanto à proteção de dados, o que pode complicar o compartilhamento internacional de informações.

Diante desses obstáculos, nossa estrutura, SeCTIS, tem como objetivo facilitar o compartilhamento seguro de CTI entre as organizações.

Visão Geral do SeCTIS

O SeCTIS (Compartilhamento Seguro de Inteligência de Ameaças Cibernéticas) foi projetado para abordar os problemas mencionados anteriormente. Ele combina várias tecnologias, incluindo Swarm Learning, Blockchain e Provas de Conhecimento Zero, para permitir que as organizações colaborem de forma segura.

Principais Características do SeCTIS

  1. Compartilhamento que Preserva a Privacidade: O SeCTIS garante que as organizações possam compartilhar dados de CTI sem comprometer suas informações privadas.

  2. Avaliação da Qualidade: Nossa estrutura inclui mecanismos para avaliar a qualidade dos dados e modelos compartilhados, garantindo que apenas informações confiáveis sejam usadas.

  3. Mecanismo de Confiança: Ao usar nós validadores, o SeCTIS pode avaliar a confiabilidade das organizações que participam do processo de compartilhamento.

  4. Descentralização: Em vez de depender de uma autoridade central, o SeCTIS utiliza uma abordagem distribuída para manter controle e confiança entre os participantes.

Como o SeCTIS Funciona

O SeCTIS opera em três etapas principais:

  1. Treinamento de Modelo Local: Cada organização participante treina seu modelo usando seus dados de CTI sem revelar esses dados para os outros. Isso é feito por meio de uma abordagem descentralizada chamada Swarm Learning.

  2. Verificação de Dados: Nós validadores são escolhidos aleatoriamente entre os participantes para testar e verificar a qualidade dos modelos locais. Isso ajuda a filtrar contribuições de baixa qualidade ou enganosas.

  3. Agregação de Modelo Global: Os melhores modelos locais são combinados para criar um modelo global, que é então compartilhado pela rede. Os resultados dessa agregação são registrados em um blockchain para transparência.

O Papel do Blockchain

A tecnologia de blockchain é essencial no SeCTIS por várias razões:

  • Registro Descentralizado: Informações sobre atualizações de modelos e validações são registradas em um blockchain, garantindo que todas as transações sejam verificáveis e imutáveis.

  • Contratos Inteligentes: Esses contratos executados automaticamente gerenciam o fluxo de informações e garantem que todos os participantes sigam as regras estabelecidas dentro da estrutura.

Provas de Conhecimento Zero

Uma característica significativa do SeCTIS é o uso de Provas de Conhecimento Zero (ZKP). Isso permite que uma parte prove a outra que uma informação é válida sem revelar dados adicionais. No contexto do SeCTIS, os participantes podem verificar a confiabilidade dos validadores sem expor detalhes sensíveis.

Abordando Ataques

Uma das preocupações com o compartilhamento de dados de CTI é o risco de ataques, como a contaminação de dados, onde atores maliciosos tentam corromper os dados de treinamento. O SeCTIS possui mecanismos para mitigar esses riscos. Por exemplo, o sistema de reputação dentro da estrutura pode detectar e excluir contribuintes que consistentemente fornecem informações de baixa qualidade ou enganosas.

Resultados Experimentais

Em nossos experimentos para avaliar o SeCTIS, usamos um conjunto de dados contendo tráfego da dark web associado a ataques cibernéticos. Os resultados mostraram que nossa estrutura reduziu efetivamente as taxas de classificação incorreta quando modelos de baixa qualidade foram excluídos com base em suas pontuações de reputação. Isso significa que o SeCTIS pode melhorar o desempenho geral do aprendizado colaborativo e aumentar a segurança das organizações participantes.

Conclusão

A estrutura SeCTIS oferece uma solução robusta para o compartilhamento seguro de Inteligência de Ameaças Cibernéticas. Ao integrar tecnologias avançadas como Swarm Learning, Blockchain e Provas de Conhecimento Zero, ela aborda os desafios associados ao compartilhamento de CTI, enquanto melhora a privacidade e a confiança entre as organizações.

O foco na qualidade dos dados e na reputação dos participantes garante que as organizações possam colaborar efetivamente sem comprometer suas informações sensíveis. À medida que as ameaças cibernéticas continuam a evoluir, estruturas como o SeCTIS terão um papel crucial em permitir que as organizações se defendam juntas.

Direções Futuras

Olhando para o futuro, planejamos aprimorar ainda mais a estrutura do SeCTIS. Queremos aumentar suas capacidades para organizações específicas, incorporando Inteligência de Ameaças Específica da Organização. Isso ajudará as equipes de segurança a trocar e desenvolver modelos de aprendizado de máquina adaptados às suas necessidades únicas, enquanto gerenciam os riscos potenciais associados ao compartilhamento de informações sensíveis.

À medida que avançamos, as considerações para novas tecnologias de blockchain e melhorias na eficiência de processamento continuarão sendo prioridades. Nosso compromisso é continuar construindo sobre a base do SeCTIS para fornecer uma solução abrangente e segura para o compartilhamento de Inteligência de Ameaças Cibernéticas.

Fonte original

Título: SeCTIS: A Framework to Secure CTI Sharing

Resumo: The rise of IT-dependent operations in modern organizations has heightened their vulnerability to cyberattacks. As a growing number of organizations include smart, interconnected devices in their systems to automate their processes, the attack surface becomes much bigger, and the complexity and frequency of attacks pose a significant threat. Consequently, organizations have been compelled to seek innovative approaches to mitigate the menaces inherent in their infrastructure. In response, considerable research efforts have been directed towards creating effective solutions for sharing Cyber Threat Intelligence (CTI). Current information-sharing methods lack privacy safeguards, leaving organizations vulnerable to leaks of both proprietary and confidential data. To tackle this problem, we designed a novel framework called SeCTIS (Secure Cyber Threat Intelligence Sharing), integrating Swarm Learning and Blockchain technologies to enable businesses to collaborate, preserving the privacy of their CTI data. Moreover, our approach provides a way to assess the data and model quality, and the trustworthiness of all the participants leveraging some validators through Zero Knowledge Proofs. An extensive experimental campaign demonstrates our framework's correctness and performance, and the detailed attack model discusses its robustness against attacks in the context of data and model quality.

Autores: Dincy R. Arikkat, Mert Cihangiroglu, Mauro Conti, Rafidha Rehiman K. A., Serena Nicolazzo, Antonino Nocera, Vinod P

Última atualização: 2024-06-20 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2406.14102

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.14102

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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