Analyzing and Detecting Internet of Things Malware Using Residual Static Graph- and String-Based Artifacts

Recently, the Internet of Things (IoT) has become wider and adopted many features from social networks and mainly uses sensing devices technologies, causing a rapid increase in production and adoption. However, security and privacy are serious threats that users usually take precautions to protect their devices and information. Thus, understanding the security shortcomings at first stage will educate IoT users to protect their connected things. Understanding IoT software through analysis, comparison (with other types of malware), and detection (from benign IoT) is an essential problem to mitigate security threats. We focus on two central perspectives, the graph and string representations of the software, typically extracted from the software binaries. First, we look into a comparative study of Android and IoT malware through the lenses of graph measurements. We construct the abstract structures of the malware, using Control Flow Graph (CFG) to represent malware binaries, and use them to conduct an in-depth analysis of malicious graphs. Machine Learning (ML) algorithms are actively used in the process of detecting and classifying malicious software. Toward detection, we use different CFG-based features as mentioned above, and augment them with CFGs of the benign dataset and build a detection system. Furthermore, we classify the IoT malware to their corresponding families. However, adversarial ML attacks on malware detectors are proposed in the literature. For example, Adversarial Examples (AEs) on the CFG can be generated by applying small perturbation to the graph features that force the model to misclassification. Thus, we propose Soteria, a CFG-based AEs detector utilizing deep learning with random walks to construct in-depth features. Moreover, we detect the malicious shell commands by extracting and analyzing the malicious commands of IoT malware. We utilize Natural Language Processing (NLP) for feature generation, followed by a deep learning model to detect malicious commands, hence detecting malware samples

Advanced Security Analysis for Emergent Software Platforms

Emergent software ecosystems, boomed by the advent of smartphones and the Internet of Things (IoT) platforms, are perpetually sophisticated, deployed into highly dynamic environments, and facilitating interactions across heterogeneous domains. Accordingly, assessing the security thereof is a pressing need, yet requires high levels of scalability and reliability to handle the dynamism involved in such volatile ecosystems. This dissertation seeks to enhance conventional security detection methods to cope with the emergent features of contemporary software ecosystems. In particular, it analyzes the security of Android and IoT ecosystems by developing rigorous vulnerability detection methods. A critical aspect of this work is the focus on detecting vulnerable and unsafe interactions between applications that share common components and devices. Contributions of this work include novel insights and methods for: (1) detecting vulnerable interactions between Android applications that leverage dynamic loading features for concealing the interactions; (2) identifying unsafe interactions between smart home applications by considering physical and cyber channels; (3) detecting malicious IoT applications that are developed to target numerous IoT devices; (4) detecting insecure patterns of emergent security APIs that are reused from open-source software. In all of the four research thrusts, we present thorough security analysis and extensive evaluations based on real-world applications. Our results demonstrate that the proposed detection mechanisms can efficiently and effectively detect vulnerabilities in contemporary software platforms. Advisers: Hamid Bagheri and Qiben Ya

GUIDE FOR THE COLLECTION OF INSTRUSION DATA FOR MALWARE ANALYSIS AND DETECTION IN THE BUILD AND DEPLOYMENT PHASE

During the COVID-19 pandemic, when most businesses were not equipped for remote work and cloud computing, we saw a significant surge in ransomware attacks. This study aims to utilize machine learning and artificial intelligence to prevent known and unknown malware threats from being exploited by threat actors when developers build and deploy applications to the cloud. This study demonstrated an experimental quantitative research design using Aqua. The experiment\u27s sample is a Docker image. Aqua checked the Docker image for malware, sensitive data, Critical/High vulnerabilities, misconfiguration, and OSS license. The data collection approach is experimental. Our analysis of the experiment demonstrated how unapproved images were prevented from running anywhere in our environment based on known vulnerabilities, embedded secrets, OSS licensing, dynamic threat analysis, and secure image configuration. In addition to the experiment, the forensic data collected in the build and deployment phase are exploitable vulnerability, Critical/High Vulnerability Score, Misconfiguration, Sensitive Data, and Root User (Super User). Since Aqua generates a detailed audit record for every event during risk assessment and runtime, we viewed two events on the Audit page for our experiment. One of the events caused an alert due to two failed controls (Vulnerability Score, Super User), and the other was a successful event meaning that the image is secure to deploy in the production environment. The primary finding for our study is the forensic data associated with the two events on the Audit page in Aqua. In addition, Aqua validated our security controls and runtime policies based on the forensic data with both events on the Audit page. Finally, the study’s conclusions will mitigate the likelihood that organizations will fall victim to ransomware by mitigating and preventing the total damage caused by a malware attack

Enhancing cloud security through the integration of deep learning and data mining techniques: A comprehensive review

Cloud computing is crucial in all areas of data storage and online service delivery. It adds various benefits to the conventional storage and sharing system, such as simple access, on-demand storage, scalability, and cost savings. The employment of its rapidly expanding technologies may give several benefits in protecting the Internet of Things (IoT) and physical cyber systems (CPS) from various cyber threats, with IoT and CPS providing facilities for people in their everyday lives. Because malware (malware) is on the rise and there is no well-known strategy for malware detection, leveraging the cloud environment to identify malware might be a viable way forward. To avoid detection, a new kind of malware employs complex jamming and packing methods. Because of this, it is very hard to identify sophisticated malware using typical detection methods. The article presents a detailed assessment of cloud-based malware detection technologies, as well as insight into understanding the cloud's use in protecting the Internet of Things and critical infrastructure from intrusions. This study examines the benefits and drawbacks of cloud environments in malware detection, as well as presents a methodology for detecting cloud-based malware using deep learning and data extraction and highlights new research on the issues of propagating existing malware. Finally, similarities and variations across detection approaches will be exposed, as well as detection technique flaws. The findings of this work may be utilized to highlight the current issue being tackled in malware research in the future

A Cybersecurity review of Healthcare Industry

Antecedentes La ciberseguridad no es un concepto nuevo de nuestros días. Desde los años 60 la ciberseguridad ha sido un ámbito de discusión e investigación. Aunque los mecanismos de defensa en materia de seguridad han evolucionado, las capacidades del atacante también se han incrementado de igual o mayor manera. Prueba de este hecho es la precaria situación en materia de ciberseguridad de muchas empresas, que ha llevado a un incremento de ataques de ransomware y el establecimiento de grandes organizaciones criminales dedicadas al cibercrimen. Esta situación, evidencia la necesidad de avances e inversión en ciberseguridad en multitud de sectores, siendo especialmente relevante en la protección de infraestructuras críticas. Se conoce como infraestructuras críticas aquellas infraestructuras estratégicas cuyo funcionamiento es indispensable y no permite soluciones alternativas, por lo que su perturbación o destrucción tendría un grave impacto sobre los servicios esenciales. Dentro de esta categorización se encuentran los servicios e infraestructuras sanitarias. Estas infraestructuras ofrecen un servicio, cuya interrupción conlleva graves consecuencias, como la pérdida de vidas humanas. Un ciberataque puede afectar a estos servicios sanitarios, llevando a su paralización total o parcial, como se ha visto en recientes incidentes, llevando incluso a la pérdida de vidas humanas. Además, este tipo de servicios contienen multitud de información personal de carácter altamente sensible. Los datos médicos son un tipo de datos con alto valor en mercados ilegales, y por tanto objetivos de ataques centrados en su robo. Por otra parte, se debe mencionar, que al igual que otros sectores, actualmente los servicios sanitarios se encuentran en un proceso de digitalización. Esta evolución, ha obviado la ciberseguridad en la mayoría de sus desarrollos, contribuyendo al crecimiento y gravedad de los ataques previamente mencionados. - Metodología e investigación El trabajo presentado en esta tesis sigue claramente un método experimental y deductivo. Está investigación se ha centrado en evaluar el estado de la ciberseguridad en infraestructuras sanitarias y proponer mejoras y mecanismos de detección de ciberataques. Las tres publicaciones científicas incluidas en esta tesis buscan dar soluciones y evaluar problemas actuales en el ámbito de las infraestructuras y sistemas sanitarios. La primera publicación, 'Mobile malware detection using machine learning techniques', se centró en desarrollar nuevas técnicas de detección de amenazas basadas en el uso de tecnologías de inteligencia artificial y ‘machine learning’. Esta investigación fue capaz de desarrollar un método de detección de aplicaciones potencialmente no deseadas y maliciosas en entornos móviles de tipo Android. Además, tanto en el diseño y creación se tuvo en cuenta las necesidades específicas de los entornos sanitarios. Buscando ofrecer una implantación sencilla y viable de acorde las necesidades de estos centros, obteniéndose resultados satisfactorios. La segunda publicación, 'Interconnection Between Darknets', buscaba identificar y detectar robos y venta de datos médicos en darknets. El desarrollo de esta investigación conllevó el descubrimiento y prueba de la interconexión entre distintas darknets. La búsqueda y el análisis de información en este tipo de redes permitió demostrar como distintas redes comparten información y referencias entre ellas. El análisis de una darknet implica la necesidad de analizar otras, para obtener una información más completa de la primera. Finalmente, la última publicación, 'Security and privacy issues of data-over-sound technologies used in IoT healthcare devices' buscó investigar y evaluar la seguridad de dispositivos médicos IoT ('Internet of Things'). Para desarrollar esta investigación se adquirió un dispositivo médico, un electrocardiógrafo portable, actualmente en uso por diversos hospitales. Las pruebas realizadas sobre este dispositivo fueron capaces de descubrir múltiples fallos de ciberseguridad. Estos descubrimientos evidenciaron la carencia de certificaciones y revisiones obligatorias en materia ciberseguridad en productos sanitarios, comercializados actualmente. Desgraciadamente la falta de presupuesto dedicado a investigación no permitió la adquisición de varios dispositivos médicos, para su posterior evaluación en ciberseguridad. - Conclusiones La realización de los trabajos e investigaciones previamente mencionadas permitió obtener las siguientes conclusiones. Partiendo de la necesidad en mecanismos de ciberseguridad de las infraestructuras sanitarias, se debe tener en cuenta su particularidad diseño y funcionamiento. Las pruebas y mecanismos de ciberseguridad diseñados han de ser aplicables en entornos reales. Desgraciadamente actualmente en las infraestructuras sanitarias hay sistemas tecnológicos imposibles de actualizar o modificar. Multitud de máquinas de tratamiento y diagnostico cuentan con software y sistemas operativos propietarios a los cuales los administradores y empleados no tienen acceso. Teniendo en cuenta esta situación, se deben desarrollar medidas que permitan su aplicación en este ecosistema y que en la medida de los posible puedan reducir y paliar el riesgo ofrecido por estos sistemas. Esta conclusión viene ligada a la falta de seguridad en dispositivos médicos. La mayoría de los dispositivos médicos no han seguido un proceso de diseño seguro y no han sido sometidos a pruebas de seguridad por parte de los fabricantes, al suponer esto un coste directo en el desarrollo del producto. La única solución en este aspecto es la aplicación de una legislación que fuerce a los fabricantes a cumplir estándares de seguridad. Y aunque actualmente se ha avanzado en este aspecto regulatorio, se tardaran años o décadas en sustituir los dispositivos inseguros. La imposibilidad de actualizar, o fallos relacionados con el hardware de los productos, hacen imposible la solución de todos los fallos de seguridad que se descubran. Abocando al reemplazo del dispositivo, cuando exista una alternativa satisfactoria en materia de ciberseguridad. Por esta razón es necesario diseñar nuevos mecanismos de ciberseguridad que puedan ser aplicados actualmente y puedan mitigar estos riesgos en este periodo de transición. Finalmente, en materia de robo de datos. Aunque las investigaciones preliminares realizadas en esta tesis no consiguieron realizar ningún descubrimiento significativo en el robo y venta de datos. Actualmente las darknets, en concreto la red Tor, se han convertido un punto clave en el modelo de Ransomware as a Business (RaaB), al ofrecer sitios webs de extorsión y contacto con estos grupos