The effective combating of intrusion attacks through fuzzy logic and neural networks

The importance of properly securing an organization’s information and computing resources has become paramount in modern business. Since the advent of the Internet, securing this organizational information has become increasingly difficult. Organizations deploy many security mechanisms in the protection of their data, intrusion detection systems in particular have an increasingly valuable role to play, and as networks grow, administrators need better ways to monitor their systems. Currently, many intrusion detection systems lack the means to accurately monitor and report on wireless segments within the corporate network. This dissertation proposes an extension to the NeGPAIM model, known as NeGPAIM-W, which allows for the accurate detection of attacks originating on wireless network segments. The NeGPAIM-W model is able to detect both wired and wireless based attacks, and with the extensions to the original model mentioned previously, also provide for correlation of intrusion attacks sourced on both wired and wireless network segments. This provides for a holistic detection strategy for an organization. This has been accomplished with the use of Fuzzy logic and neural networks utilized in the detection of attacks. The model works on the assumption that each user has, and leaves, a unique footprint on a computer system. Thus, all intrusive behaviour on the system and networks which support it, can be traced back to the user account which was used to perform the intrusive behavior

CLASSIFYING AND RESPONDING TO NETWORK INTRUSIONS

Intrusion detection systems (IDS) have been widely adopted within the IT community, as passive monitoring tools that report security related problems to system administrators. However, the increasing number and evolving complexity of attacks, along with the growth and complexity of networking infrastructures, has led to overwhelming numbers of IDS alerts, which allow significantly smaller timeframe for a human to respond. The need for automated response is therefore very much evident. However, the adoption of such approaches has been constrained by practical limitations and administrators' consequent mistrust of systems' abilities to issue appropriate responses. The thesis presents a thorough analysis of the problem of intrusions, and identifies false alarms as the main obstacle to the adoption of automated response. A critical examination of existing automated response systems is provided, along with a discussion of why a new solution is needed. The thesis determines that, while the detection capabilities remain imperfect, the problem of false alarms cannot be eliminated. Automated response technology must take this into account, and instead focus upon avoiding the disruption of legitimate users and services in such scenarios. The overall aim of the research has therefore been to enhance the automated response process, by considering the context of an attack, and investigate and evaluate a means of making intelligent response decisions. The realisation of this objective has included the formulation of a response-oriented taxonomy of intrusions, which is used as a basis to systematically study intrusions and understand the threats detected by an IDS. From this foundation, a novel Flexible Automated and Intelligent Responder (FAIR) architecture has been designed, as the basis from which flexible and escalating levels of response are offered, according to the context of an attack. The thesis describes the design and operation of the architecture, focusing upon the contextual factors influencing the response process, and the way they are measured and assessed to formulate response decisions. The architecture is underpinned by the use of response policies which provide a means to reflect the changing needs and characteristics of organisations. The main concepts of the new architecture were validated via a proof-of-concept prototype system. A series of test scenarios were used to demonstrate how the context of an attack can influence the response decisions, and how the response policies can be customised and used to enable intelligent decisions. This helped to prove that the concept of flexible automated response is indeed viable, and that the research has provided a suitable contribution to knowledge in this important domain

A log analysis based intrusion detection system for the creation of a specification based intrusion prevention system

We propose a novel Intrusion Prevention System (IPS) which would base its knowledge and operation on a higher level of abstraction than the processing of the contents of the network packets audit data themselves which is the source of data on which most current and proposed Intrusion Detection Systems (IDS) base themselves on. We focus on what is actually being asked of the system, and use that understanding together with research on prediction based systems to build a specification based Intrusion Prevention System based on the patterns extracted from higher level application or operating system logs.peer-reviewe

The InfoSec Handbook

Computer scienc

Security challenges and solutions for e-business

The advantages of economic growth and increasing ease of operation afforded by e-business and e-commerce developments are unfortunately matched by growth in cyber attacks. This paper outlines the common attacks faced by e-business and describes the defenses that can be used against them. It also reviews the development of newer security defense methods. These are: (1) biometrics for authentication; parallel processing to increase power and speed of defenses; (2) data mining and machine learning to identify attacks; (3) peer-to-peer security using blockchains; 4) enterprise security modelling and security as a service; and (5) user education and engagement. The review finds overall that one of the most prevalent dangers is social engineering in the form of phishing attacks. Recommended counteractions include education and training, and the development of new machine learning and data sharing approaches so that attacks can be quickly discovered and mitigated

A structured approach to malware detection and analysis in digital forensics investigation

A thesis submitted to the University of Bedfordshire in partial fulfilment of the requirement for the degree of PhDWithin the World Wide Web (WWW), malware is considered one of the most serious threats to system security with complex system issues caused by malware and spam. Networks and systems can be accessed and compromised by various types of malware, such as viruses, worms, Trojans, botnet and rootkits, which compromise systems through coordinated attacks. Malware often uses anti-forensic techniques to avoid detection and investigation. Moreover, the results of investigating such attacks are often ineffective and can create barriers for obtaining clear evidence due to the lack of sufficient tools and the immaturity of forensics methodology. This research addressed various complexities faced by investigators in the detection and analysis of malware. In this thesis, the author identified the need for a new approach towards malware detection that focuses on a robust framework, and proposed a solution based on an extensive literature review and market research analysis. The literature review focussed on the different trials and techniques in malware detection to identify the parameters for developing a solution design, while market research was carried out to understand the precise nature of the current problem. The author termed the new approaches and development of the new framework the triple-tier centralised online real-time environment (tri-CORE) malware analysis (TCMA). The tiers come from three distinctive phases of detection and analysis where the entire research pattern is divided into three different domains. The tiers are the malware acquisition function, detection and analysis, and the database operational function. This framework design will contribute to the field of computer forensics by making the investigative process more effective and efficient. By integrating a hybrid method for malware detection, associated limitations with both static and dynamic methods are eliminated. This aids forensics experts with carrying out quick, investigatory processes to detect the behaviour of the malware and its related elements. The proposed framework will help to ensure system confidentiality, integrity, availability and accountability. The current research also focussed on a prototype (artefact) that was developed in favour of a different approach in digital forensics and malware detection methods. As such, a new Toolkit was designed and implemented, which is based on a simple architectural structure and built from open source software that can help investigators develop the skills to critically respond to current cyber incidents and analyses

Advanced persistent threats

Tese de mestrado, Segurança Informática, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015Os sistemas computacionais tornaram-se uma parte importante da nossa sociedade, para além de estarmos intrinsecamente ligados a eles, a maioria da informação que utilizamos no nosso dia-a-dia está no seu formato digital. Ao contrário de um documento físico, um documento digital está exposto a uma maior variedade de ameaças, principalmente se estiver de alguma forma disponível `a Internet. Informação é poder, por isso não é de admirar que alguém, algures esteja a tentar roubá-la, assim, é facto que os adversários já operam neste novo mundo. Ladrões, terroristas e mesmo a máfia começaram a utilizar a internet como um meio para alcançar os seus fins. A cibersegurança tenta proteger a informação e os sistemas contra estes e outros tipos de ameaças, utilizando anti-vírus, firewalls ou detetores de intrusões, entre outros. Infelizmente as notícias continuam a sair, milhões de euros roubados a bancos por via informática, empresas saqueadas da sua propriedade intelectual e governos envergonhados por os seus segredos serem expostos ao mundo. A questão coloca-se, porque é que os sistemas de segurança estão a falhar? Como está o adversário a ultrapassá-los? A verdade hoje em dia é que os atacantes não só adquiriram talentos avançados na área como também têm acesso a ferramentas extremamente sofisticadas e vão fazer uso delas para serem bem-sucedidos nos seus objetivos, sejam estes o roubo de informação, o objetivo mais comum e por isso o mais abordado neste trabalho, seja o ataque a infraestruturas críticas. Advanced Persistent Threat(APT), ou ameaça avançada persistente, é um termo utilizado para caracterizar atacantes sofisticados, organizados e com recursos para concretizar ataques informáticos. Inventado pela força aérea Americana em 2006, o termo era uma forma de discutir intrusões informáticas com pessoal não militar. Nas suas origens, a palavra Ameaça indica que o adversário não é um pedaço de código automático, ou seja, o adversário ´e humano e ´e este humano que controla parte do ataque e contribui para o seu sucesso, avançada porque este humano é treinado e especializado na utilização de todo o espectro informático de forma a melhor conseguir atingir o seu objectivo e persistente, pois esse objectivo é formalmente definido, ou seja, o ataque só está concluído quando atingir o alvo em pleno. Infelizmente, o termo passou a ser utilizado para descrever qualquer ataque informático e a ter uma conotação extremamente comercial devido aos sistemas anti-APT que invadiram o mercado pouco tempo depois do ataque sofrido pela Google em 2010. Neste trabalho abordamos estes pressupostos, e explica-se o verdadeiro significado do termo juntamente com uma forma mais científica, claramente mais útil do ponto das abordagens da engenharia. Nomeadamente, sugere-se uma visão mais abrangente da campanha de ataque, não se focando apenas no software utilizado pelo adversário, mas tentando olhar para a campanha como um todo; equipas, organização, manutenção e orçamento, entre outros. Mostramos também porque estes ataques são diferentes, relativamente às suas tácticas, técnicas e procedimentos, e porque merecem ser distinguidos com a sua própria designação e o seu próprio ciclo de vida. Para além de identificarmos vários ciclos de vida associados às APTs, o ciclo de vida mais utilizado para caracterizar estas campanhas de ataque foi analisado em detalhe, desde as primeiras etapas de reconhecimento até à conclusão dos objectivos. Discute-se também a essência de cada passo e porque são, ou não, importantes. De seguida realiza-se uma análise ao tipo de atacante por trás destas campanhas, quem são, quais as suas histórias e objectivos. Avalia-se também porque é que os mecanismos de defesa tradicionais continuam a ser ultrapassados e n˜ao conseguem acompanhar o passo rápido dos atacantes. Isto acontece principalmente devido à utilização de listas do que é malicioso e o bloqueio apenas do que se encontra nessa lista, chamado de black listing. Ainda que se tenha já realizado trabalho na área de deteccão de anomalias, mostra-se também o porquê de esses sistemas continuarem a não ser suficientes, nomeadamente devido ao facto de definirem os seus pressupostos base erroneamente. Durante a realização deste trabalho percebeu-se a falta de estatísticas que pudessem responder a algumas questões. E por isso foi realizado um estudo aos relatórios disponíveis relativos a este tipo de ataques e apresentados os resultados de uma forma simples, organizada e resumida. Este estudo veio ajudar a perceber quais os maiores objectivos neste tipo de ataque, nomeadamente a espionagem e o roubo de informação confidencial; quais os maiores vectores de ataque (sendo o e-mail o grande vencedor devido à facilidade de explorar o vector humano); quais as aplicações alvo e a utilização, ou não, de vulnerabilidades desconhecidas. Esperamos que esta recolha de informação seja útil para trabalhos futuros ou para interessados no tema. Só depois de realizado este estudo foi possível pensar em formas de contribuir para a solução do problema imposto pelas APTs. Uma distinção ficou clara, existe não só a necessidade de detectar APTs, mas também a criticalidade da sua prevenção. A melhor forma de não ser vítima de infeção é a aplicação de boas práticas de segurança e, neste caso, a formação de todo o pessoal relativamente ao seu papel na segurança geral da organização. Aborda-se também a importância da preparação; segurança não é apenas proteger-se dos atacantes, mas principalmente saber como recuperar. Relativamente à deteção, foi realizado trabalho em duas vertentes, primeiramente e visto o trabalho ter sido realizado em ambiente de empresa, foi elaborado um plano para um sistema capaz de detectar campanhas de ataque que utilizassem o vetor de infeção do e-mail, fazendo uso dos sistemas já desenvolvidos pela AnubisNetworks que, sendo uma empresa de segurança informática com fortes ligações ao e-mail, tinha o conhecimento e as ferramentas necessárias para a concretização do sistema. O sistema faz uso de uma caracterização de pessoas, chamado de people mapping, que visa a identificar os principais alvos dentro da empresa e quem exibe maiores comportamentos de risco. Esta caracterização possibilita a criação de uma lista de pessoal prioritário, que teria o seu e-mail (caso tivesse anexos ou endereços) analisado em ambiente de sandbox. Este sistema acabou por não ser construído e é apenas deixada aqui a sua esquematização, sendo que fica lançado o desafio para a sua realização. De forma a contribuir não só para a empresa, mas também para a comunidade científica de segurança, foi de seguida realizado trabalho de deteção em vários pontos de qualquer rede informática seguindo os quatro principais passos na execução de uma campanha APT. Decidimos então utilizar um ciclo de vida composto por quatro etapas, sendo elas, a fase de reconhecimento, a infeção inicial, o controlo e o roubo de informação. Neste modelo, procuraram-se possíveis sistemas para a deteção de eventos relacionados com APTs nos três principais pontos de qualquer rede: a Internet, a Intranet e a máquina cliente. Ao analisar cada fase em cada ponto da rede, foi possível perceber realmente quais as principais áreas de estudo e desenvolvimento para melhor detectar APTs. Mais concretamente, concluiu-se que a internet seria o ponto ideal de deteção das fases de reconhecimento, a intranet para detetar controlo e roubo de informação e a máquina cliente para detetar infeção inicial. Conclui-se o trabalho apresentando o nosso ponto de vista relativamente ao futuro, isto é, quem vai fazer uso das táticas utilizadas nas campanhas APT visto serem extremamente bem sucedidas, como vão os atacantes adaptar-se aos novos mecanismos de defesa e quais os novos possíveis vetores de infeção.Computer systems have become a very important part of our society, most of the information we use in our everyday lives is in its digital form, and since information is power it only makes sense that someone, somewhere will try to steal it. Attackers are adapting and now have access to highly sophisticated tools and expertise to conduct highly targeted and very complex attack campaigns. Advanced Persistent Threat, or APT, is a term coined by the United States Air Force around 2006 as a way to talk about classified intrusions with uncleared personnel. It wrongly and quickly became the standard acronym to describe every sort of attack. This work tries to demystify the problem of APTs, why they are called as such, and what are the most common tactics, techniques and procedures. It also discusses previously proposed life-cycles, profile the most common adversaries and takes a look at why traditional defences will not stop them. A big problem encountered while developing this work was the lack of statistics regarding APT attacks. One of the big contributions here consists on the search for publicly available reports, its analysis, and presentation of relevant information gathered in a summarised fashion. From the most targeted applications to the most typical infection vector, insight is given on how and why the adversaries conduct these attacks. Only after a clear understanding of the problem is reached, prevention and detection schemes were discussed. Specifically, blueprints for a system to be used by AnubisNetworks are presented, capable of detecting these attacks at the e-mail level. It is based on sandboxing and people mapping, which is a way to better understand people, one of the weakest links in security. The work is concluded by trying to understand how the threat landscape will shape itself in upcoming years

Anomaly Detection and Encrypted Programming Forensics for Automation Controllers

Securing the critical infrastructure of the United States is of utmost importance in ensuring the security of the nation. To secure this complex system a structured approach such as the NIST Cybersecurity framework is used, but systems are only as secure as the sum of their parts. Understanding the capabilities of the individual devices, developing tools to help detect misoperations, and providing forensic evidence for incidence response are all essential to mitigating risk. This thesis examines the SEL-3505 RTAC to demonstrate the importance of existing security capabilities as well as creating new processes and tools to support the NIST Framework. The research examines the potential pitfalls of having small-form factor devices in poorly secured and geographically disparate locations. Additionally, the research builds a data-collection framework to provide a proof of concept anomaly detection system for detecting network intrusions by recognizing the change in task time distribution. Statistical tests distinguish between normal and anomalous behaviour. The high true positive rates and low false positive rates show the merit of such an anomaly detection system. Finally, the work presents a network forensic process for recreating control logic from encrypted programming traffic