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Data minging for security at Google —— Max Poletto

2014年秋 斯坦福大学网络课程 Data Mining For Cyber Security CS259D 上来自google security Monitoring Tools组负责人Max Poletto 的现身说法PPT的笔记加个人批注


一、背景

1. 在google数据挖掘的常见安全应用场景

(1)账号劫持检测

(2)广告点击欺诈检测

(3)DoS检测

(4)入侵检测


批注:更多安全应用场景可以参考 http://danqingdani.blog.163.com/blog/static/18609419520150270592208/



2. 安全分析的主要工作

(1)监控:

主动、持续性的发现入侵、越权操作、脱裤等 



(2)分析:

被动、事件驱动、以人为主导的产出威胁情报,事件调查


批注:根据介绍推测,google的安全工作同国内其他公司一样,都是以攻击事件来驱动的后发安全


二、监控

1. 监控流程图

 2. 经验之谈

a. 漏报花费-破坏造成的损失成本

b. 误报花费-安全分析人员时间花费成本

c. 报警信息信息要有效(批注:目前IDS/SIEM产品的最大问题是,产出大量报警信息导致无效运维,后文会展现什么是有效的数据展现,提前剧透一下,数据去噪后的多维度(时间维度+关系维度)图形化展示)

d. 分析能力受限于数据质量(批注:现实中,完美的数据是不可能的,很多情况下都在有限的数据下发挥作用,每缺一种数据,就需要一种甚至多种分析方法来弥补)

3.检测方法一异常检测


原则:对正常行为建模,查找异常点

优点:理论上绝对可以发现新的未知攻击

缺点:噪音太多 ,聚类的结果不可读


实际案例:账号异常检测

原理:对正常账号行为建模查找异常点

步骤:feature确认-正常行为建模-异常点查找

方法:


 模型结果: 准确率太低,1%的异常意味着500个员工都是异常账号(批注:数据越大,误报的问题就越扩大)



 经验:不是所有的异常都是攻击,异常但正常的特例太多 


批注:个人经验,异常检测+攻击确认是必不可少的,无论是HTTP参数长度异常检测模型,webshell检测模型的实际经验都证明了这个结论


4. 检测方法二:基于规则(其实是策略)的检测,也就是专家系统


原则:基于专家领域知识直接设置规则(策略)

优点:可以直接将策略与预警对应起来

缺点:未知攻击不可感知,规则绕过问题


批注:其实规则(策略)绕过问题,个人觉得是对攻击行为的总结太过局限,比如说正则狗,我们可以抓住攻击行为的关键路径更加抽象一点来描述攻击行为



google自研系统:

   三、分析


1. 经验


我们要认清以下事实:

(1)完全自动化是不可能的(批注:现阶段我们必须承认这个事实)

(2)以人为本——必须以安全分析人员为主导

(3)在安全分析中应用数据挖掘的本质——更好的辅助安全分析人员的分析工作


批注:辅助包括数据的去噪与多维度(时间维度与关系维度)的可视化展现,可视化有两个方向,分析过程可视化与分析结果可视化,都是为了更好的理解),让安全人员可以聚焦到深度分析中,来找到攻击事件的成因。

 2.分析方法与实例


(1)方法综述

攻击事件取证:graph traversal

去噪:graph summarization, cluster

恶意软件分类:classification


批注:将算法术语翻译成中文,就感觉像将shell翻译成壳一样的不自在


(2)案例1: 水坑攻击事件取证

经验:数据需要做去噪操作,全局的图计算花费大



(3)案例2:通过图转换 graph transform 来进行 log summarization


反例:

开源取证工具: https://github.com/log2timeline/plaso 基于时间线的单维度来展现事件

 

缺陷:结果太多,无法运维

改善版本:数据的多维度细粒度展现:时间维度+关系维度(批注:特别是关系维度,目前的产品几乎以时间维度为标配)

方法:将日志转换为图,定义等价条件(例如时间点转换为时间段;url转换为域名,子操作聚合成一类操作)采用图的最小化算法(graph automata minimizationhttps://en.wikipedia.org/wiki/DFA_minimization  )来去噪,只提取最有意义的数据(批注:日志去噪技巧上,sumologic最新提出了logreduce的概念,采用聚类的方式来减少日志量)


对比结果如下

 最终结果展现

 (4)案例4:恶意软件分类

恶意软件分类:样本,indicators,所属家族


最终方案:

Web-scale annotation by input embedding


四、结论

1. 安全分析的应用领域很多——前景

2. 数据增长与未知攻击使得数据分析过程如果不自动化,将让安全分析人员陷入困局,而要保证高的检出率准确率的完全自动化是不现实的,所以采用交互式的分析过程(以安全专家为主,利用数据挖掘提供更好的分析工具)是目前唯一明朗的道路

来源:碳基体

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