Nghiên Cứu Về Tính Evasive Và Khả Năng Chuyển Giao Của Các Cuộc Tấn Công Đối Kháng Đối Với Hệ Thống Phát Hiện Xâm Nhập

• Tác giả: Lê Minh Phúc
• Người hướng dẫn: ThS. Phan Thế Duy
• Trường học: Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ sư ngành An toàn thông tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Về Tính Evasive Và Khả Năng Chuyển Giao Của Các Cuộc Tấn Công Đối Kháng Đối Với Hệ Thống Phát Hiện Xâm Nhập
• Loại tài liệu: khóa luận
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lí do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp thực hiện
• 1.6. Cấu trúc khóa luận
• 2. CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 2.1. Các công trình nghiên cứu liên quan
• 2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 2.3. Ý nghĩa thực tiễn
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Hệ thống phát hiện xâm nhập IDS
• 3.1.1. Hệ thống phát hiện xâm nhập IDS
• 3.1.2. Phương pháp phát hiện xâm nhập
• 3.1.3. Mạng nơ-ron đồ thị
• 3.1.4. Kiến trúc đề tài
• 3.1.5. Thiết kế hàm loss
• 3.2. Tổng quan các mô hình IDS sử dụng
• 3.2.1. Mô hình Convolutional Neural Network-CNN
• 3.2.2. Mô hình Variational Autoencoder-VAE
• 3.2.3. Mô hình GraphSAGE
• 3.3. Tấn công đối kháng
• 3.3.1. Các hình thức tấn công đối kháng
• 3.3.2. Các thuộc tính của một cuộc tấn công đối kháng
• 3.3.3. Phòng chống các cuộc tấn công đối kháng
• 3.3.4. Công cụ tạo mẫu dữ liệu đối kháng ART (Adversarial Robustness Toolbox)
• 3.3.4.1. Các chức năng chính của công cụ ART
• 3.3.4.2. Thuật toán sinh mẫu dữ liệu đối kháng
• 3.4. Mạng khả lập trình SDN
• 3.4.1. Kiến trúc của mạng SDN
• 3.4.2. Cách hoạt động của mạng SDN
• 3.4.3. Ưu điểm của mạng SDN
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
• 4.1. Tổng quan mô hình và các kịch bản thực nghiệm
• 4.2. Chiến lược thực hiện cuộc tấn công né tránh
• 4.3. Mô hình chuyển giao mẫu đối kháng trong hệ thống phát hiện xâm nhập
• 4.4. Phương pháp sinh dữ liệu
• 4.5. Phương pháp né tránh sử dụng mẫu đối kháng đối với mẫu dữ liệu mạng
• 4.6. Mô hình thực hiện
• 4.7. Triển khai mô hình SDN
• 4.8. Phương pháp tăng tính bền vững của mô hình
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 5.1. Môi trường thực nghiệm
• 5.2. Tập dữ liệu
• 5.3. Tiền xử lý dữ liệu
• 5.4. Các hàm tính toán hiệu suất
• 5.5. Kết quả các cuộc tấn công né tránh
• 5.5.1. Tập dữ liệu NF-UNSW-NB15
• 5.5.2. Tập dữ liệu NF-CSE-CIC-IDS2018
• 5.6. Kết quả thực hiện chuyển giao mô hình
• 5.6.1. Tập dữ liệu NF-UNSW-NB15
• 5.6.2. Tập dữ liệu NF-CSE-CIC-IDS2018
• 5.7. Kết quả triển khai mô hình SDN
• 5.8. Phương pháp tái huấn luyện các mô hình
• 5.8.1. Tái huấn luyện mô hình áp dụng các cuộc tấn công né tránh
• 5.8.2. Tái huấn luyện mô hình áp dụng phương pháp chuyển giao
• 5.9. Các phương pháp tấn công né tránh
• 5.10. Phương pháp chuyển giao mô hình
• 5.11. Tái huấn luyện mô hình
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Kết luận
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Tính Evasive Trong Tấn Công Mạng

Nghiên cứu về tính evasive trong tấn công mạng đang trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực an ninh thông tin. Các cuộc tấn công này không chỉ đơn thuần là việc xâm nhập vào hệ thống mà còn là việc làm cho hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS) không nhận ra được sự hiện diện của chúng. Điều này đặt ra nhiều thách thức cho các nhà nghiên cứu và chuyên gia bảo mật trong việc phát triển các phương pháp phát hiện hiệu quả hơn.

1.1. Khái Niệm Về Tính Evasive Trong Tấn Công Mạng

Tính evasive trong tấn công mạng đề cập đến khả năng của kẻ tấn công trong việc tránh bị phát hiện bởi các hệ thống IDS. Các phương pháp tấn công này thường sử dụng các kỹ thuật tinh vi để làm cho các mẫu tấn công trở nên khó nhận diện hơn.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Tính Evasive

Nghiên cứu về tính evasive không chỉ giúp cải thiện khả năng phát hiện của IDS mà còn giúp các tổ chức bảo vệ hệ thống của họ tốt hơn trước các mối đe dọa ngày càng tinh vi. Việc hiểu rõ về các phương pháp tấn công này là rất cần thiết để phát triển các giải pháp bảo mật hiệu quả.

II. Thách Thức Trong Việc Phát Hiện Tấn Công Đối Kháng

Các hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS) hiện nay đang phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc phát hiện các cuộc tấn công đối kháng. Những thách thức này không chỉ đến từ sự phát triển của công nghệ mà còn từ sự sáng tạo của kẻ tấn công. Việc phát hiện các cuộc tấn công này đòi hỏi các phương pháp và công nghệ tiên tiến.

2.1. Các Hình Thức Tấn Công Đối Kháng Phổ Biến

Các hình thức tấn công đối kháng phổ biến bao gồm việc thay đổi dữ liệu đầu vào để làm cho hệ thống phát hiện không nhận diện được. Những kỹ thuật này thường được sử dụng để đánh lừa các mô hình học máy trong IDS.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Phát Hiện Các Cuộc Tấn Công Mới

Một trong những khó khăn lớn nhất trong việc phát hiện các cuộc tấn công đối kháng là sự xuất hiện của các phương pháp tấn công mới mà chưa được hệ thống IDS cập nhật. Điều này dẫn đến việc các hệ thống này không thể phát hiện được các mối đe dọa mới.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tính Evasive Trong Tấn Công Mạng

Để nghiên cứu về tính evasive trong tấn công mạng, các nhà nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Những phương pháp này không chỉ giúp phát hiện các cuộc tấn công mà còn đánh giá khả năng chuyển giao của các mẫu tấn công giữa các mô hình học máy khác nhau.

3.1. Phương Pháp Thực Nghiệm Đánh Giá Tính Evasive

Phương pháp thực nghiệm được sử dụng để đánh giá tính evasive bao gồm việc tạo ra các mẫu tấn công đối kháng và kiểm tra khả năng phát hiện của IDS. Các mẫu này thường được tạo ra từ các mô hình học máy như CNN và VAE.

3.2. Đánh Giá Khả Năng Chuyển Giao Tấn Công

Khả năng chuyển giao của các mẫu tấn công đối kháng giữa các mô hình học máy là một yếu tố quan trọng trong nghiên cứu này. Việc đánh giá khả năng này giúp xác định mức độ hiệu quả của các phương pháp phát hiện khác nhau.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu Tính Evasive

Nghiên cứu về tính evasive và khả năng chuyển giao của các cuộc tấn công đối kháng có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực an ninh mạng. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để cải thiện các hệ thống IDS hiện tại và phát triển các giải pháp bảo mật mới.

4.1. Cải Thiện Hệ Thống Phát Hiện Xâm Nhập

Kết quả nghiên cứu có thể giúp cải thiện khả năng phát hiện của các hệ thống IDS bằng cách áp dụng các phương pháp mới và tối ưu hóa các thuật toán hiện có.

4.2. Phát Triển Các Giải Pháp Bảo Mật Mới

Nghiên cứu này cũng mở ra cơ hội cho việc phát triển các giải pháp bảo mật mới, giúp các tổ chức bảo vệ hệ thống của họ tốt hơn trước các mối đe dọa ngày càng tinh vi.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Tương Lai

Nghiên cứu về tính evasive và khả năng chuyển giao của các cuộc tấn công đối kháng là một lĩnh vực quan trọng trong an ninh mạng. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp cải thiện khả năng phát hiện của IDS mà còn mở ra nhiều hướng phát triển mới cho các giải pháp bảo mật trong tương lai.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính evasive là một yếu tố quan trọng cần được xem xét trong việc phát triển các hệ thống IDS hiệu quả hơn.

5.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Hướng nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các mô hình học máy mới có khả năng chống lại các cuộc tấn công đối kháng, cũng như cải thiện khả năng phát hiện của các hệ thống IDS.