استفاده از یک روش خوشه‌بندی و محاسبه شهرت منفی هر میزبان به منظور تشخیص بات‌نت‌ها با استفاده از ترافیک DNS
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتررضا شریف‌نیای دیزبنی 1 * , آناهیتا منافی مورکانی 2
1 - دانشگاه تربیت مدرس
2 - دانشگاه تربیت مدرس
کلید واژه: تشخیص بات‌نت محاسبه شهرت منفی تغییر پی‌در‌پی آدرس IP تغییر پی‌در‌پی نام دامنه خوشه‌بندی پرس و جوی DNS,
چکیده مقاله :
امروزه بات‌نت‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین تهدیدها در برابر زیرساخت اینترنت شناخته می‌شوند. هر بات‌نت گروهی از میزبان‌های آلوده‌شده با کد مخرب یکسان است که توسط مهاجم و از طریق یک یا چند سرویس‌دهنده فرمان و کنترل از راه دور هدایت می‌شوند. از آنجایی‌که سرویس DNS یکی از مهم‌ترین سرویس‌ها در شبکه اینترنت است، مهاجمین از آن جهت مقاو‌م‌سازی بات‌نت خود استفاده میکنند. مهاجمین با استفاده از این سرویس دو تکنیک تغییر پی‌در‌پی آدرس IP و تغییر پی‌در‌پی نام دامنه را پیاده‌سازی میکنند. این تکنیک‌ها به مهاجم کمک میکنند تا مکان سرویس‌دهنده‌های فرمان و کنترل خود را به صورت پویا تغییر داده و از قرارگرفتن آدرس‌های آنها در فهرست‌های سیاه جلوگیری کنند. در این مقاله، یک روش خوشه‌بندی به همراه محاسبه شهرت منفی هر میزبان به منظور تشخیص برخط بات‌نت‌هایی پیشنهاد می‌شود که از سرویس DNS در مراحل مختلف از چرخه حیات خود استفاده میکنند. در روش پیشنهادی در پایان هر پنجره زمانی، ابتدا پرس و جوهای DNS با ویژگی‌های مشابه با استفاده از یک الگوریتم خوشه‌بندی انتخاب شده و در خوشه‌های جداگا‌نه‌ای قرار می‌گیرند. سپس میزبان‌های مشکوک شناسایی شده و به ماتریس فعالیت‌های گروهی مشکوک اضافه می‌شوند. در نهایت، شهرت منفی میزبان‌های موجود در این ماتریس محاسبه شده و میزبان‌هایی که شهرت منفی بالایی دارند به عنوان میزبان‌های آلوده به بات گزارش می‌شوند. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که روش پیشنهادی قادر است بات‌نت‌هایی را که از پرس و جوهای DNS در مراحل مختلف چرخه حیات خود استفاده میکنند با دقت بالا و نرخ هشدار نادرست پایین تشخیص دهد.
Today, botnets are known as one of the most important threats against Internet infrastructure. A botnet is a network of compromised hosts (bots) remotely controlled by a so-called botmaster through one or more command and control (C&C) servers. Since DNS is one of the most important services on Internet, botmasters use it to resistance their botnet. By use of DNS service, botmasters implement two techniques: IP-flux and domain-flux. These techniques help an attacker to dynamically change C&C server addresses and prevent it from becoming blacklisted. In this paper, we propose a reputation system used a clustering method and DNS traffic for online fluxing botnets detection .we first cluster DNS queries with similar characteristics at the end of each time period. We then identify hosts that generate suspicious domain names and add them to a so-called suspicious group activity matrix. We finally calculate the negative reputation score of each host in the matrix and detect hosts with high negative reputation scores as bot-infected. The experimental results show that it can successfully detect fluxing botnets with a high detection rate and a low false alarm rate.
[1] S. S. C. Silva, R. M. P. Silva, R. C. G. Pinto, and R. M. Salles, "Botnets: a survey," Computer Networks: the International J. of Computer and Telecommunications Networking, vol. 57, no. 2, pp. 378-403, Feb. 2013.
[2] T. Holz, C. Gorecki, K. Rieck, and F. C. Freiling, "Measuring and detecting fast-flux service networks," in Proc. 15th Network and Distributed System Security Symp., NDSS'08, 12 pp., San Diego, California, USA, Feb. 2008.
[3] S. Yadav, A. K. Krishna Reddy, A. L. Reddy, and S. Ranjan, "Detecting algorithmically generated malicious domain names," in Proc. of the 10th ACM SIGCOMM Conf. on Internet Measurement, ACM, pp. 48-61, New York, NY, USA, 1-3 Nov. 2010.
[4] S. Yadav and A. L. Narasimha Reddy, "Winning with DNS failures: strategies for faster botnet detection," in Proc. of the 7th International ICST Conf. on Security and Privacy in Communication Networks, SecureComm'11, vol. 96, pp. 446-459, London, UK, 2011.
[5] C. Kruegel, L. Bilge, E. Kirda, and M. Balduzzi, "Exposure: finding malicious domains using passive DNS analysis," in Proc. of 18th Network and Distributed System Security Symp., NDSS’11, pp. 214-231, San Diego, California, USA, 6-9 Feb. 2011.
[6] M. Antonakakis, et al., "From throw-away traffic to bots: detecting the rise of DGA-based malware," in Proc. of 21th USENIX Security Symp., pp. 24-40, Bellevue, WA, USA, Aug. 2012.
[7] H. Choi and H. Lee, "Identifying botnets by capturing group activities in DNS traffic," Computer Networks: the International J. of Computer and Telecommunications Networking, vol. 56, no. 1, pp. 20-33, Jan. 2012.
[8] N. Davuth and S. R. Kim, "Classification of malicious domain names using support vector machine and bi-gram method," International J. of Security and Its Applications, IJSIA, vol. 7, no. 1, pp. 51-58, Jan. 2013.
[9] S. Jordi and C. Sierra, "REGRET: reputation in gregarious societies," in Proc. of the 5th ACM International Conf. on Autonomous Agents, pp. 194-195, Montreal, Canada, 28 May- 1 Jun. 2001.S
[10] Alexa Top Global Sites, http://www.alexa.com/topsites
[11] W. Lu, G. Rammidi, and A. Ghorbani, "Clustering botnet communication traffic based on n-gram feature selection," Computer Communications, vol. 34, no. 3, pp. 502-514, Mar. 2011.
[12] J. A. Pardo, L. Pardo, and M. C. Pardo, "The jensen-shannon divergence," J. of the Franklin Institute, vol. 334, no. 2, pp. 307-318, Mar. 1997.
[13] J. L. Myers and A. D. Well, Research Design and Statistical Analysis, New York, NY: Lawrence Erlbaum Associates, 2003.
[14] Q. Cheng, X. Chen, C. Xu, J. Shi, and P. Liu, "A bigram based real time DNS tunnel detection approach," in Proc.of Int. Conf. on Information Technology and Quantitative Management, vol. 17, pp. 852-860, China, May 2013.
[15] L. Wang, Y. Zhang, and J. Feng, "On the euclidean distance of images," IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 27, no. 8, pp. 1334-1339, Jun. 2005.
[16] P. N. Tan, M. Steinbach, and V. Kumar, Introduction to Data Mining, Boston, MA: Addison-Wesley, 2005.
[17] Open Malware, Community Malicious Code Research and Analysis, http://www.offensivecomputing.net
[18] GeoIP API, MaxMind, Open source API and Database for Geological Information, http://dev.maxmind.com/geoip/geoip2/geolite2