사이버 공격 정보 연계 공격 목표 교란 전략 구성을 위한 데이터 시각화 엔진 디자인 및 구현 = Data Visualization Engine Design and Implementation for configuring Moving Target Defense Strategy linked to Cyber Attack Information

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the modern society, due to the advent of IoT technology in which various things are connected to the Internet, it has developed to be able to access the network at any time using various smart devices and to perform public and private tasks through this. In addition, it is used in various industries such as Autonomous Vehicle, Smart Health Care, and Smart City, and many previously designed systems or IT devices are being miniaturized so that they can be used anytime, anywhere. Along with the rapidly growing IoT technology, cyber attacks are also increasing and diversifying in their forms. In particular, forms that threaten life by attacking systems that are close to the realm of human life, such as smart medical devices used directly on people, have also appeared. The MTD(Moving Target Defense) strategy has emerged and is being used so that the system can actively respond to the attack by giving proactivity to the system to be protected from such cyber attacks. The emergence of the MTD strategy has shifted the paradigm from passive system defense to active system defense, but indiscriminate use of the MTD strategy has the disadvantage of acting as a large overhead to the system to be protected. In addition, there are difficulties in constructing an optimal MTD strategy due to the lack of indicators and visual information that can identify various components for constructing an MTD strategy.
To solve this problem, in this paper, I propose the Data Visualization Engine for visualize the component data of MTD Strategy and Cyber Attack Information. In order to implement the proposed engine, various existing MTD strategy research results were surveyed and analyzed to derive various components of the MTD strategy and various attack surfaces of actual cyber attack information. In addition, a visual information dataset was established to conveniently grasp the connection between MTD strategy and cyber attack information and various components. Using this engine, previous MTD strategy researchers can use it as an indicator to check how the results of their research are connected to actual cyber attack information and whether the optimal MTD strategy configuration has been established. And a researcher who wants to conduct a new MTD strategy study can check what components the results of various existing MTD strategy studies consist of. Furthermore, compared with components of actual cyber attack information, it can be used as an index to determine the research direction for conducting new MTD strategy research.

국문 초록 (Abstract)

현대 사회는 다양한 사물이 인터넷으로 연결되는 사물인터넷 기술의 등장으로 인하여 다양한 스마트 기기를 활용하여 언제든지 네트워크에 접근이 가능하고 이를 통해 공적, 사적인 업무를 수행할 수 있게 발전하였다. 또한 자율주행 자동차, 스마트 의료기기, 스마트 시티 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있으며, 기존에 설계된 많은 시스템 또는 IT 장치들이 언제 어디서든지 사용이 가능하도록 소형화되고 있는 상황이다. 빠르게 성장하고 있는 사물인터넷 기술과 더불어 사이버 공격 또한 증가 및 그 형태가 다양해지고 있으며, 특히 사람에게 직접 사용하는 스마트 의료기기와 같은 인간의 삶의 영역과 밀접한 시스템을 공격하여 생명을 위협하는 형태도 등장하였다. 이러한 사이버 공격으로부터 보호 대상 시스템에 능동성을 부여하여 공격으로부터 시스템이 능동적으로 대응할 수 있도록 MTD 전략이 등장하여 활용되고 있다. MTD 전략의 등장으로 기존 소극적인 시스템 방어 형태에서 적극적인 시스템 방어 형태로의 패러다임이 전환되었지만, 무분별한 MTD 전략의 사용은 오히려 보호 대상 시스템에 큰 오버헤드로 작용할 수 있는 단점이 존재한다. 또한 MTD 전략을 구성하기 위한 다양한 구성 요소를 확인할 수 있는 지표 및 시각 정보가 부족하여 최적의 MTD 전략을 구성하는데 어려움이 존재한다.
이를 해결하기 위해 본 논문에서는 기존의 다양한 MTD 전략 연구 결과를 조사 및 분석하여 MTD 전략의 다양한 구성 요소를 도출하고, 실제 사이버 공격 정보가 가지고 있는 다양한 공격 표면을 도출하여 MTD 전략과 사이버 공격 정보 간 연결성 및 다양한 구성 요소를 편리하게 파악할 수 있고 나아가 실제 사이버 공격 정보와 연계된 MTD 전략 구성에 도움을 줄 수 있는 시각 정보를 제공하고자 MTD 전략 및 사이버 공격 정보의 구성 요소에 대한 데이터 시각화 엔진을 제안한다. 본 논문에서 제안한 엔진을 사용하면 기존 MTD 전략 연구자는 자신이 수행한 연구 결과가 실제 사이버 공격 정보에 있어 어떻게 연결이 되는지 그리고 최적의 MTD 전략 구성이 수립되었는지를 확인할 수 있는 하나의 지표로서 활용이 가능하며, 새로운 MTD 전략 연구를 수행하고자 하는 연구자는 기존의 다양한 MTD 전략 연구 결과가 어떠한 구성 요소로 이루어져 있는지를 확인하고 실제 사이버 공격 정보의 구성 요소와 연계하여 새로운 MTD 전략 연구를 수행하기 위한 연구 방향성을 결정하는 지표로서 활용이 가능하다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 배경 지식 4
• 1. 공격 목표 교란(MTD) 전략 4
• 1.1 MTD 전략의 개요 4
• 1.2 MTD 전략의 세 가지 핵심적인 관점 7
• 2. 공개 침해 지표(OpenIOC) 표준 9
• 2.1 OpenIOC 표준의 개요 9
• 2.2 OpenIOC 표준을 활용한 공격 정보 표현 방식 10
• Ⅲ. MTD 전략 및 사이버 공격 정보 구성 요소 분류 11
• 1. MTD 전략 구성 요소 분류 11
• 1.1 국내외 MTD 전략 연구 결과 분석 11
• 1.2 세 가지 관점에서의 MTD 전략 구성 요소 분류 13
• 2. 사이버 공격 정보 구성 요소 분류 15
• 2.1 OpenIOC를 활용한 공격 정보 내 구성 요소 데이터 식별 15
• 2.2 OpenIOC를 활용한 공격 정보 구성 요소 분류 16
• Ⅳ. 시각화를 위한 데이터셋 구축 18
• 1. 시각화 데이터셋 설계 및 구성 18
• 2. MTD 전략 구성 요소 시각화 데이터셋 구축 21
• 3. 사이버 공격 정보 구성 요소 시각화 데이터셋 구축 23
• Ⅴ. 데이터 시각화 엔진 디자인 및 구현 25
• 1. 데이터 시각화 엔진 디자인 25
• 1.1 데이터 시각화 방안 25
• 1.2 데이터 시각화 엔진 디자인 29
• 2. 데이터 시각화 엔진 구현 및 활용 방안 32
• 2.1 데이터 시각화 엔진 구현 32
• 2.2 데이터 시각화 엔진 활용 방안 36
• 2.2.1 기존 MTD 전략 연구자 관점 36
• 2.2.2 새로운 MTD 전략 연구자 관점 37
• Ⅵ. 결론 및 향후 연구 계획 38
• 참고 문헌 40
• Abstract 45
• 감사의 글 47