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시그너처 해싱 기반 고성능 침입방지 알고리즘 설계 및 구현
왕정석,정윤재,권희웅,정규식,곽후근,Wang, Jeong-Seok,Jung, Yun-Jae,Kwon, H-Uing,Chung, Kyu-Sik,Kwak, Hu-Keun 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.14 No.3
침입방지 시스템(IPS, Intrusion Prevention System)은 인라인모드(in-line mode)로 네트워크에 설치되어, 네트워크를 지나는 패킷 또는 세션을 검사하여 만일 그 패킷에서 공격이 감지되면 해당 패킷을 폐기하거나 세션을 종료시킴으로서 외부의 침입으로부터 네트워크를 보호하는 시스템을 의미한다. IPS에서 주로 사용되는 시그너처 기반 필터링에서는 침입방지시스템을 통과하는 패킷의 페이로드와 시그너처라고 불리는 공격패턴들과 비교하여 같으면 그 패킷을 폐기한다. 시그너처의 개수가 증가함에 따라 하나의 들어온 패킷에 대하여 요구되는 패턴 매칭 시간은 증가하게 되어 패킷지연 없이 동작하는 고성능 침입탐지시스템을 개발하는 것이 어렵게 되었다. 본 논문에서는 패턴 매칭 시간을 시그너처의 개수와 무관하게 하기 위하여 시그너처 해싱 기반에 기반한 고성능 침입방지시스템을 제안한다. 제안한 방식을 리눅스 커널 모듈 형태로 PC에서 구현하였고 월 발생기, 패킷발생기, 스마트비트라는 네트워크 성능 측정기를 이용하여 시험하였다. 실험결과에 의하면 기존 방식에서는 시그너처 개수가 증가함에 따라 성능이 저하되었지만 본 논문에서 제안한 방식은 성능이 저하되지 않았다. IPS(Intrusion Prevention Systems), which is installed in inline mode in a network, protects network from outside attacks by inspecting the incoming/outgoing packets and sessions, and dropping the packet or closing the sessions if an attack is detected in the packet. In the signature based filtering, the payload of a packet passing through IPS is matched with some attack patterns called signatures and dropped if matched. As the number of signatures increases, the time required for the pattern matching for a packet increases accordingly so that it becomes difficult to develop a high performance US working without packet delay. In this paper, we propose a high performance IPS based on signature hashing to make the pattern matching time independent of the number of signatures. We implemented the proposed scheme in a Linux kernel module in a PC and tested it using worm generator, packet generator and network performance measure instrument called smart bit. Experimental results show that the performance of existing method is degraded as the number of signatures increases whereas the performance of the proposed scheme is not degraded.
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고성능 네트워크 침입방지시스템을 위한 개선된 시그니처 해싱 알고리즘
고중식 ( Joong Sik Ko ),곽후근 ( Hu Keun Kwak ),왕정석 ( Jeong Seok Wang ),권희웅 ( Hui Ung Kwon ),정규식 ( Kyu Sik Chung ) 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.16 No.4
The signature hashing algorithm[9] provides the fast pattern matching speed for network IPS(Intrusion Prevention System) using the hash table. It selects 2 bytes from all signature rules and links to the hash table by the hash value. It has an advantage of performance improvement because it reduces the number of inspecting rules in the pattern matching. However it has a disadvantage of performance drop if the number of rules with the same hash value increases when the number of rules are large and the corelation among rules is strong. In this paper, we propose a method to make all rules distributed evenly to the hash table independent of the number of rules and corelation among rules for overcoming the disadvantage of the signature hashing algorithm. In the proposed method, it checks whether or not there is an already assigned rule linked to the same hash value before a new rule is linked to a hash value in the hash table. If there is no assigned rule, the new rule is linked to the hash value. Otherwise, the proposed method recalculate a hash value to put it in other position. We implemented the proposed method in a PC with a Linux module and performed experiments using Iperf as a network performance measurement tool. The signature hashing method shows performance drop if the number of rules with the same hash value increases when the number of rules are large and the corelation among rules is strong, but the proposed method shows no performance drop independent of the number of rules and corelation among rules.
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