Dergiler / Acta Infologica / 2022 / Cilt: 6 Sayı: 2

Derin Öğrenme Tekniği Kullanarak Anomali Tabanlı Web Uygulama Güvenlik Duvarı

Web Application Firewall Based on Anomaly Detection using Deep Learning

Sayfa
219–244
Yayın Tarihi
2022-12-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Yapılan analizler ve deneyler sonucunda elde edilen derin öğrenme modelinin F1 başarı oranının yüksek olduğu ve saldırıları tespit etme ve sınıflandırma noktasında da başarı elde edildiği gösterilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Anomali tespiti, farklı sektörlerde ve uygulama alanlarında araştırılmaya devam etmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Anomali tespitindeki temel zorluk, benzersiz özelliklere ve yeni değerlere sahip bir girdi ile karşılaşılması durumunda normallerden aykırı değerleri belirlemektir.
💡
Sonuç & Katkı:Yapılan analizler ve deneyler sonucunda elde edilen derin öğrenme modelinin F1 başarı oranının yüksek olduğu ve saldırıları tespit etme ve sınıflandırma noktasında da başarı elde edildiği gösterilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:2010 Verileri
⚙️Değişkenler:Derin öğrenme · web uygulama güvenlik duvarı · makine öğrenmesi

Özet

Anomali tespiti, farklı sektörlerde ve uygulama alanlarında araştırılmaya devam etmektedir. Anomali tespitindeki temel zorluk, benzersiz özelliklere ve yeni değerlere sahip bir girdi ile karşılaşılması durumunda normallerden aykırı değerleri belirlemektir. Araştırmalar, bu görevi yerine getirmek için Makine Öğrenmesi ve Derin Öğrenme tekniklerini kullanmaya odaklanmaktadır. Internet dünyasında, bir web sitesi isteğinin kötü niyetli veya sadece normal bir istek olup olmadığını belirlemek istediğimizde yine benzer bir sınıflandırma problemiyle karşı karşıya kalmaktayız. Web Uygulama Güvenlik Duvarı (WAF) sistemleri kötü niyetli faaliyetlere ve isteklere karşı, kural tabanlı ve son yıllarda kullanılan anomali tabanlı çözüm kullanarak koruma sağlar. Bu tür çözümler bir noktaya kadar güvenlik sağlar ve kullanılan teknikler, arka uç sistemlerini savunmasız bırakan hatalı sonuçlar üretmektedirler. Bu çalışmanın odak noktası, karakter sıralaması tabanlı bir LSTM (tekli ve yığılmış olmak üzere) yapısı kullanılarak bir WAF sistemi oluşturmak ve derin öğrenme modelinin optimum sonuç üretmesi için hiper parametrelerin hangi değerleri alması gerektiğini ortaya koymaktır. Semi-supervised öğrenme yaklaşımı için PayloadAllTheThings verisetinde yer alan gerçek saldırı verilerinin yanı sıra HTTP CSIC 2010 verisetinde yer alan ve normal olarak etiketlenen veriler hem modelin öğrenmesi sırasında hem de test edilmesi adımında kullanılmıştır. Önerilen tekniğin başarı oranının analizini için F1 skor değeri baz alınmıştır. Yapılan analizler ve deneyler sonucunda elde edilen derin öğrenme modelinin F1 başarı oranının yüksek olduğu ve saldırıları tespit etme ve sınıflandırma noktasında da başarı elde edildiği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler:

Abstract

Anomaly detection has been researched in different areas and application domains. The main difficulty is to identify the outliers from the normals in case of encountering an input that has unique features and new values. In order to accomplish this task, the research focusses on using Machine Learning and Deep Learning techniques. In the world of the Internet, we are facing a similar problem to identify whether a website request contains malicious activity or just a normal request. Web Application Firewall (WAF) systems provide such protection against malicious requests using a rule based approach. In recent years, anomaly based solutions have been integrated in addition to rule based systems. Still, such solutions can only provide security up to a point and such techniques can generate false-positive results that leave the backend systems vulnerable and most of the time rules based protection can be bypassed with simple tricks (eg. encoding, obfuscation). The main focus of the research is WAF systems that employ single and stacked LSTM layers which are based on character sequences of user supplied data and revealing hyper-parameter values for optimal results. A semi-supervised approach is used and trained with PayloadAllTheThings dataset containing real attack payloads and only normal payloads of HTTP Dataset CSIC 2010 are used. The success rate of the technique - whether the user input is identified as malicious or normal - is measured using F1 scores. The proposed model demonstrated high F1 scores and success in terms of detection and classification of the attacks.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

TOPRAK, S., YAVUZ, A. G. (2022). Derin Öğrenme Tekniği Kullanarak Anomali Tabanlı Web Uygulama Güvenlik Duvarı. Acta Infologica, Cilt: 6 Sayı: 2, 219–244. https://ajindex.com/articles/948327

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (3)

  1. A. Graves (2012), Supervised Sequence Labelling with Recurrent Neural Networks. Springer, 2012th edition. google scholar A. Juvonen, T. Sipola & T. Hâmâlâinen (2015), Online anomaly detection using dimensionality reduction techniques for http log analysis, Computer Networks, vol. 91, pp. 46-56. google scholar A. Moradi Vartouni, S. Mehralian, M. Teshnehlab & S. Sedighian Kashi (2019). Auto-Encoder LSTM Methods for Anomaly-Based Web Application Firewall. International Journal of Information and Communication Technology. 11. 49-56. google scholar A. Oza, K. Ross, R. Low & M. Stamp (2014), Http attack detection using n-gram analysis, Computers & Security, vol. 45. google scholar A. Shilton, S. Rajasegarar, M. Palaniswami (2013), Combined multiclass classification and anomaly detection for large-scale wireless sensor networks, IEEE Eighth International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing, Melbourne, Australia, pp. 491-496. google scholar A. Singer & H. Wu (2011),
  2. Orientability and diffusion maps, Applied and Computational Harmonic Analysis, vol. 31, no. 1, pp. 44-58. google scholar A. Singh (2017), Anomaly Detection for Temporal Data using Long Short-Term Memory (LSTM), Retrieved from http://urn.kb.se/ resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-215723 google scholar Acunetix Path traversal (2021), Retrieved from: https://www.acunetix.com/websitesecurity/directory-traversal/ google scholar B. Mirkin (2005), Clustering For Data Mining: A Data Recovery Approacz. Chapman & Hall/CRC. google scholar C. Alonso, A. Guzman, M. Beltran, R. Bordon (2009),
  3. Ldap Injection Techniques, Wireless Sensor Network, 1, 233-244, doi:10.4236/wsn.2009.14030 google scholar C. Torrano-Gimnez, A. Prez-Villegas, & G. Alvarez (2010), “ The HTTP dataset CSIC 2010,” ed: Instituto deSeguridad de la Informacion (ISI). google scholar Computer Fraud & Security (2020). Verizon:data breach investigations report, vol. 2020, no. 6, p. 4, 2020, ISSN: 1361-3723. google scholar CWE (2006), Improper neutralization of special elements used in an os command, Retrieved from: https://cwe.mitre.org/data/definitions/78.html google scholar D. Ariu, R. Tronci, & G. Giacinto (2011), Hmmpayl: An intrusion detection system based on hidden markov models, Comput. Secur., vol. 30, no. 4, pp.221-241. google scholar D. Durstewitz (2017), Clustering and density estimation, pp. 85-103. google scholar D. Jurafsky & J. H. Martin (2020), Speech and Language Processing. Prentice Hall. google s