Attack graph based evaluation of network security.

Abstract. The perspective directions in evaluating network security are simulating possible malefactor's actions, building the representation of these actions as attack graphs (trees, nets), the subsequent checking of various properties of these graphs, and determining security metrics which can explain possible ways to increase security level. The paper suggests a new approach to security evaluation based on comprehensive simulation of malefactor's actions, construction of attack graphs and computation of different security metrics. The approach is intended for using both at design and exploitation stages of computer networks. The implemented software system is described, and the examples of experiments for analysis of network security level are considered

Оценка безопасности компьютерных сетей на основе графов атак и качественных метрик защищенности

Approach to computer network security analysis for using both at design and operation stages is suggested. This approach is based on generating common attack graph and using qualitative security metrics. The graph represents possible scenarios of distributed attacks taking into account network configuration, security policy, malefactor’s location, knowledge level and strategy. The general architecture of the security analysis system proposed, the main concepts of common attack graph, used security metrics taxonomies, metrics calculation rules and general security level evaluation procedure are considered. The suggested security metrics allow to evaluate computer network security level with different detailing level and taking into account different aspects. The implemented software prototype is described, and examples of using the prototype for express-analysis of computer network security level are considered.В работе предлагается подход к анализу защищенности компьютерных сетей, предназначенный для использования как на этапах их проектирования, так и эксплуатации. Подход базируется на автоматической генерации общего графа атак и использовании качественных метрик защищенности. Граф отражает возможные распределенные сценарии атак с учетом конфигурации сети, реализуемой политики безопасности, а также местоположения, целей, уровня знаний и стратегий нарушителя. Рассмотрены общая архитектура предлагаемой системы анализа защищенности, основные понятия общего графа атак, используемые таксономии метрик защищенности, правила их расчета, а также методика оценки общего уровня защищенности. Предложенные метрики защищенности позволяют оценивать защищенность компьютерной сети с различной степенью детализации и с учетом различных аспектов. Представлено описание реализованного программного прототипа и рассмотрены примеры его использования для экспресс-анализа защищенности тестовой компьютерной сети

A Framework Based Approach for Formal Modeling and Analysis of Multi-level Attacks in Computer Networks

Attacks on computer networks are moving away from simple vulnerability exploits. More sophisticated attack types combine and depend on aspects on multiple levels (e.g. protocol and network level). Furthermore attacker actions, regular protocol execution steps, and administrator actions may be interleaved