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ICS 사이버 공격 탐지를 위한 딥러닝 전처리 방법 연구
박성환(Seonghwan Park),김민석(Minseok Kim),백은서(Eunseo Baek),박정훈(Junghoon Park) 한국스마트미디어학회 2023 스마트미디어저널 Vol.12 No.11
주요 산업현장에서 설비를 제어하는 산업제어시스템(ICS, Industrial Control System)이 네트워크로 다른 시스템과 연결되는 사례가 증가하고 있다. 또한, 이러한 통합과 함께 한 번의 외부 침입이 전체 시스템 마비로 이루어질 수 있는 지능화된 공격의 발달로, 산업제어시스템에 대한 보안에 대한 위험성과 파급력이 증가하고 있어, 사이버 공격에 대한 보호 및 탐지 방안의 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 비지도학습 형태의 딥러닝 모델이 많은 성과를 보여 딥러닝을 기반으로 한 이상(Anomaly) 탐지 기술이 많이 도입되고 있다. 어어, 본 연구에서는 딥러닝 모델에 전처리 방법론을 적용하여 시계열 데이터의 이상 탐지성능을 향상시키는 것에 중점을 두어, 그 결과 웨이블릿 변환(WT, Wavelet Transform) 기반 노이즈 제거 방법론이 딥러닝 기반 이상 탐지의 전처리 방법론으로 효과적임을 알 수 있었으며, 특히 센서에 대한 군집화(Clustering)를 통해 센서의 특성을 반영하여 Dual-Tree Complex 웨이블릿 변환을 차등적으로 적용하였을 때 사이버 공격의 탐지성능을 높이는 것에 가장 효과적임을 확인하였다. Industrial Control System(ICS), which controls facilities at major industrial sites, is increasingly connected to other systems through networks. With this integration and the development of intelligent attacks that can lead to a single external intrusion as a whole system paralysis, the risk and impact of security on industrial control systems are increasing. As a result, research on how to protect and detect cyber attacks is actively underway, and deep learning models in the form of unsupervised learning have achieved a lot, and many abnormal detection technologies based on deep learning are being introduced. In this study, we emphasize the application of preprocessing methodologies to enhance the anomaly detection performance of deep learning models on time series data. The results demonstrate the effectiveness of a Wavelet Transform (WT)-based noise reduction methodology as a preprocessing technique for deep learning-based anomaly detection. Particularly, by incorporating sensor characteristics through clustering, the differential application of the Dual-Tree Complex Wavelet Transform proves to be the most effective approach in improving the detection performance of cyber attacks.
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