時間変動型アクティブディレクトリネットワークにおけるサイバー対応時間の最適化 - デコイを使用して

Core Concepts

時間変動型アクティブディレクトリネットワークにおいて、デコイを戦略的に配置することで、ドメイン管理者への攻撃に対する対応時間を最大化する。

Abstract

本論文では、時間変動型アクティブディレクトリネットワークにおけるサイバー攻撃への防御手段としてデコイの配置問題を研究している。
まず、時間変動型アクティブディレクトリネットワークをグラフモデルで表現し、攻撃者がドメイン管理者に到達するまでの時間を「対応時間」として定義する。防御者の目的は、デコイの配置によって対応時間を最大化することで、早期に攻撃を検知し、適切な対応を取れるようにすることである。
この問題をスタッケルバーグゲームとしてモデル化し、防御者の最適化問題がNP困難であることを示す。そのため、進化的多様性最適化(EDO)アルゴリズムを提案する。
しかし、EDOアルゴリズムの単純な適用では、大規模なグラフに対して収束が遅く、実用的ではない。そこで、以下の2つの改善策を提案する:

最短到達時間経路の計算を高速化するDijkstra ベースのアルゴリズムの導入
制約付き進化アルゴリズム:

整数計画法を用いた修復オペレーター
代替(サロゲート)フィットネス関数と罰則関数を用いた手法

これらの改善により、大規模なアクティブディレクトリグラフに対しても効率的に最適なデコイ配置を見出すことができる。

Stats

月間30億件のアクティブディレクトウントに対する不正アクセス試行が報告されている。
アクティブディレクトリネットワークのグラフには、静的エッジと動的エッジ(HasSessionエッジ)が存在する。
静的エッジが大部分を占める一方で、動的エッジが時間変動の主な要因となっている。

Quotes

"アクティブディレクトリは、Windowsドメインネットワークのデフォルトのセキュリティ管理システムである。"
"我々のモデルでは、攻撃者は完全な可視性を持ち、防御者の配置戦略を観察できると仮定する。"

Key Insights Distilled From

Optimizing Cyber Response Time on Temporal Active Directory Networks Using Decoys

by Huy Q. Ngo,M... at arxiv.org 03-28-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.18162.pdf

Deeper Inquiries

アクティブディレクトリ以外のネットワークインフラにおいても、時間変動性とデコイ配置の最適化問題は重要な課題だと考えられる。他のネットワーク環境への適用可能性について検討する必要がある。

本研究で提案された時間変動性とデコイ配置の最適化手法は、アクティブディレクトリネットワークに特化していますが、他のネットワークインフラにも適用可能性があると考えられます。例えば、クラウドネットワーク、IoTデバイスネットワーク、産業制御システムなど、さまざまなネットワーク環境においても攻撃者の動きを追跡し、早期に攻撃を検知するためのデコイ配置は重要です。他のネットワーク環境においても、時間変動性を考慮した攻撃グラフのモデリングやデコイ配置による防御戦略の最適化は有益であると考えられます。さらなる研究や実証実験によって、本研究の手法が他のネットワークインフラにどのように適用できるかを探求することが重要です。