SecEncoder：以安全日誌為中心的專用語言模型

Core Concepts

訓練專精於安全日誌的語言模型 (SecEncoder) 能夠有效提升各種安全相關任務的效能，例如日誌分析、異常偵測、事件分類和威脅情報文件檢索等。

Abstract

SecEncoder 研究論文摘要

書目資訊

Muhammed Fatih Bulut, Yingqi Liu, Naveed Ahmad, Maximilian Turner, Sami Ait Ouahmane, Cameron Andrews, & Lloyd Greenwald. (2024). SecEncoder: Logs are All You Need in Security. arXiv preprint arXiv:2411.07528.

研究目標

本研究旨在探討訓練專精於安全日誌的語言模型 (SecEncoder) 是否能有效提升各種安全相關任務的效能。

研究方法

研究者使用超過 1TB 的公開和私有安全日誌數據，以 DeBERTa-v2 架構為基礎，訓練了不同大小的 SecEncoder 模型。他們採用客製化的遮罩語言模型 (MLM) 作為預訓練目標，並透過內部和公開基準測試來評估 SecEncoder 在日誌相似度、日誌搜尋、日誌異常偵測、事件分類和威脅情報文件檢索等任務上的表現。

主要發現

• SecEncoder 在多項安全相關任務上，相較於基於自然語言訓練的語言模型 (例如 BERT、DeBERTa 和 OpenAI 的嵌入模型) 表現更出色。
• 儘管 SecEncoder 主要使用日誌數據進行預訓練，但它在事件分類和威脅情報文件檢索等非日誌分析任務上也展現出良好的泛化能力。
• SecEncoder 嵌入可以有效地用於日誌子採樣和日誌模式偵測，進一步提升安全分析的效率。

主要結論

專精於特定領域的語言模型在處理特定領域任務時具有顯著優勢。SecEncoder 的成功證明了以安全日誌預先訓練語言模型的可行性和有效性，為未來開發更強大的安全專用語言模型奠定了基礎。

研究意義

本研究對於網路安全領域具有重要意義，它提供了一種新的方法來分析和利用大量的安全日誌數據。SecEncoder 的應用可以幫助安全分析師更有效地識別威脅、調查事件並提升整體安全態勢。

研究限制與未來方向

• SecEncoder 的效能受限於訓練數據的品質和多樣性。
• 未來研究可以探索更先進的模型架構和訓練方法，以進一步提升 SecEncoder 的效能和效率。
• 研究者也計劃將 SecEncoder 應用於更多安全相關任務，例如自動化威脅狩獵和安全事件響應。

Stats

研究者使用超過 1TB 的公開和私有安全日誌數據訓練 SecEncoder。
SecEncoder tokenizer 的詞彙量為 29,952 個。
最大的 SecEncoder 模型擁有 11 億個參數，使用 770 億個安全日誌 tokens 進行訓練，耗時約 4 週。
在日誌相似度測試中，SecEncoder 相較於基於自然語言訓練的模型有顯著提升 (0.46 vs. 0.10)。
在異常偵測任務中，SecEncoder 在無監督設定下，平均 F-1 分數比基於自然語言訓練的模型高出 20% (0.36 vs. 0.30)。
在日誌子採樣任務中，SecEncoder 的 greedy 方法平均比隨機採樣多返回 9% 的實體，比 TF-IDF+KNN 多返回 12% 的實體。
在日誌模式偵測任務中，SecEncoder 的準確率達到 0.57，比基線方法高出 14%。

Quotes

Key Insights Distilled From

SecEncoder: Logs are All You Need in Security

by Muhammed Fat... at arxiv.org 11-13-2024

https://arxiv.org/pdf/2411.07528.pdf

Deeper Inquiries

除了安全日誌，還有哪些類型的數據可以用於預先訓練安全專用語言模型？

除了安全日誌，以下類型的數據也可以用於預先訓練安全專用語言模型，以增強其對安全領域的理解和表現：

安全事件和警報數據： 包括來自安全信息和事件管理（SIEM）系統、入侵檢測系統（IDS）、安全分析平台等來源的警報和事件數據。這些數據通常包含有關潛在安全威脅的豐富信息，例如攻擊指標（IOCs）、攻擊策略和技術等。
威脅情報數據： 包括來自公開和商業威脅情報來源的數據，例如已知的惡意軟件樣本、攻擊者使用的基礎設施（例如域名、IP地址）、漏洞信息、攻擊技術和策略等。這些數據可以幫助模型學習識別和預測新興威脅。
安全漏洞數據： 包括來自國家漏洞數據庫（NVD）、常見漏洞和暴露（CVE）列表、安全研究報告等來源的數據。這些數據可以幫助模型學習識別系統和應用程序中的安全漏洞，並評估其潛在風險。
安全規範和策略文檔： 包括與安全相關的政策、標準、最佳實踐指南等文檔。這些文檔可以幫助模型學習理解安全概念、原則和最佳實踐，並將其應用於實際場景。
安全相關的代碼： 包括用於安全工具、安全庫、安全應用程序等的源代碼。這些代碼可以幫助模型學習理解安全漏洞的模式、安全功能的實現方式以及攻擊者利用漏洞的常見技術。
通過在預先訓練階段使用這些多樣化的數據源，安全專用語言模型可以獲得更全面和深入的安全領域知識，從而在各種安全任務中表現更出色。

如何評估 SecEncoder 在實際應用場景中的效能和可擴展性？

評估 SecEncoder 在實際應用場景中的效能和可擴展性，需要考慮以下幾個方面：
效能：

選擇實際應用場景和指標： 首先需要明確 SecEncoder 的具體應用場景，例如日誌異常檢測、安全事件分類、威脅情報提取等。針對不同的應用場景，選擇合適的評估指標，例如準確率、召回率、F1 分數、平均排名倒數（MRR）等。
使用真實數據集： 使用來自真實環境的安全日誌、事件數據、威脅情報數據等進行評估，確保評估結果的可靠性和實用性。
與現有方法進行比較： 將 SecEncoder 的效能與現有的安全工具、技術或方法進行比較，例如基於規則的系統、傳統機器學習模型等，以評估其優勢和不足。
考慮不同數據量和環境的影響： 評估 SecEncoder 在處理不同數據量、數據類型和環境（例如雲環境、本地環境）下的效能表現，以評估其泛化能力和適應性。
可擴展性：

評估資源消耗： 評估 SecEncoder 在不同數據量和負載情況下所需的計算資源（例如 CPU、内存、GPU）和時間成本，以評估其可擴展性。
測試系統吞吐量和延遲： 測試 SecEncoder 在處理大量數據時的吞吐量（例如每秒處理的日誌條數）和延遲（例如處理單條日誌所需的時間），以評估其在實際環境中的性能表現。
評估模型更新和維護成本： 評估更新 SecEncoder 模型（例如添加新的數據、調整模型參數）所需的成本和時間，以評估其長期維護成本。
通過綜合考慮以上因素，可以全面評估 SecEncoder 在實際應用場景中的效能和可擴展性，為其部署和應用提供參考依據。

如果將 SecEncoder 與其他安全工具和技術整合，將會產生哪些新的安全應用和挑戰？

將 SecEncoder 與其他安全工具和技術整合，將會產生許多新的安全應用，同時也帶來一些挑戰：
新的安全應用：

更智能的威脅檢測和響應： 將 SecEncoder 與 SIEM、SOAR 等平台整合，可以實現更精準的威脅檢測、更快速的事件響應和自動化的安全事件處理。例如，利用 SecEncoder 分析安全日誌和警報，識別攻擊者的行為模式，並自動觸發應對措施。
主動的威脅狩獵： 將 SecEncoder 與威脅情報平台整合，可以利用其對安全數據的理解能力，主動搜索和識別潛在的威脅，例如發現網絡中潛伏的惡意軟件、識別可疑的用戶行為等。
個性化的安全策略推薦： 將 SecEncoder 與安全配置管理工具整合，可以根據組織的特定環境和安全需求，利用其對安全數據和策略的理解，自動推薦和優化安全策略配置。
自動化的安全報告生成： 將 SecEncoder 與安全報告生成工具整合，可以利用其對安全數據的分析和理解能力，自動生成更易於理解和操作的安全報告，例如漏洞報告、事件分析報告等。
挑戰：

數據整合和標準化： 不同安全工具和技術產生的數據格式和標準可能不同，需要解決數據整合和標準化的問題，才能將 SecEncoder 與其他工具有效整合。
模型可解釋性和信任度： SecEncoder 作為一個深度學習模型，其決策過程可能不夠透明，需要提高模型的可解釋性和信任度，才能讓安全分析師更好地理解和信任其分析結果。
模型安全性和隱私保護： 將 SecEncoder 與其他工具整合，需要確保模型本身的安全性和數據的隱私保護，防止模型被攻擊者利用或數據泄露。
總之，將 SecEncoder 與其他安全工具和技術整合，具有巨大的潛力，可以推動安全領域的發展。同時，也需要解決一些挑戰，才能更好地發揮其作用。