サイバー攻撃による異常動作検知機能を持ったプロセッサの開発

开发具有检测网络攻击引起的异常行为功能的处理器

基本信息

批准号：
19K11968
负责人：
加藤雅彦
金额：
$ 2.83万
依托单位：
University of Nagasaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

汎用的なコンピュータやスマートフォンに搭載されているプロセッサは、コア数、動作クロック、メモリ、外部記憶などを増大させることにより性能を向上している。一方、近年必要性が高まっているIoTデバイスは、低価格で実装される機能が限定的、などの理由により、CPUの処理能力やメモリ容量などが汎用プロセッサと比べて少ない傾向にある。そのため、アンチウイルスソフトウェアなどのセキュリティ対策機能を追加で実装するリソースの確保が困難であり、新たなセキュリティ対策方法が求められている。そこで、本研究では、IoTデバイスのような限られたリソース上でセキュリティ対策を実現できるよう、プログラムが動作した時に得られるキャッシュヒット率などの情報を機械学習し、プログラムの異常な挙動を検知する機構をプロセッサ内部に実装する。ソフトウェアの異常動作検知機能をプロセッサ内部に実装することにより、アンチウイルスソフトに依存しない、IoT機器のセキュリティ対策を可能とすることを目的としている。2019年度は、異常動作の検知に適するプロセッサ内部情報を選定し、サンプリングによる効率的な学習などの検討をエミュレーション環境で行い、プログラムの異常な挙動が検知可能であることを確認した。提案機構をFPGAに実装するにあたっては、検知を行う判別器をプロセッサに同居させる必要がある。そのためには判別器の回路規模を縮小する必要があり、2020年度は判別器のサイズ削減手法について検討を行うとともに、FPGA上でオープンアーキテクチャのCPUであるRISCVを実装し、学習済の判別器を結合させることで、それらが連携して動作することを確認した。2021年度は異常検知の特徴量変更やCPUと判別器の通信方法を変更することにより、キャッシュを持たない、より小規模なプロセッサに対応する方法を評価検討し、その有効性を確認した。

在通用计算机和智能手机中安装的处理器通过增加核心，操作时钟，内存，外部存储等的数量来改善性能。另一方面，由于有限的功能在低廉的价格下实现的有限功能，因此近年来近年来越来越需要的IoT设备近年来越来越需要CPU处理能力和内存能力。因此，很难确保资源实施其他安全对策功能，例如反病毒软件，并且需要新的安全对策方法。因此，在这项研究中，在处理器内实现了一种机制，该机制使用机器学习来通过机器学习来检测程序的异常行为来检测程序的异常行为，以实现对有限资源的安全措施，例如程序运行时获得的高速缓存命中率。目的是在处理器内实现软件异常运动检测功能，从而为不依赖反病毒软件的IoT设备提供安全措施。在2019年，我们选择了适合检测异常行为的内部处理器信息，并通过在仿真环境中进行采样进行了有效的学习，以确认可以检测到该程序的异常行为。在FPGA中实施所提出的机制时，有必要让处理器房屋执行检测器的检测器。为此，有必要降低歧视器的电路大小，在2020年，我们讨论了减少歧视者大小的方法，并确认通过在FPGA上实施开放式体系结构CPU RISCV并结合了受过训练的歧视者，他们可以一起工作。在2021财年中，我们评估了和检查方法，这些方法将通过更改异常检测的特征量来支持没有缓存的较小处理器，并在CPU和歧视器之间更改通信方法，并确认其有效性。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ダミーファイルを利用した暗号化型ランサムウェア対策システムの実装

利用虚拟文件实现加密勒索软件对策系统

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Deguchi Mutsuki;Katoh Masahiko;Kobayashi Ryotaro;山本真生,小林良太郎,加藤雅彦;出口睦樹,加藤雅彦,小林良太郎;荻原拓海,小林良太郎,加藤雅彦;荻原拓海,小林良太郎,加藤雅彦;田中智也,小池一樹,小林良太郎,加藤雅彦
通讯作者：
田中智也,小池一樹,小林良太郎,加藤雅彦

3D画像識別によるマルウェア検知を目的としたプログラムの挙動の可視化に関する検討

基于3D图像识别的恶意软件检测程序行为可视化研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Deguchi Mutsuki;Katoh Masahiko;Kobayashi Ryotaro;山本真生,小林良太郎,加藤雅彦
通讯作者：
山本真生,小林良太郎,加藤雅彦

プロセッサ情報を用いたマルウェア検知機構のFPGA実装のための予備評価

利用处理器信息对 FPGA 实现恶意软件检测机制进行初步评估

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Deguchi Mutsuki;Katoh Masahiko;Kobayashi Ryotaro;山本真生,小林良太郎,加藤雅彦;出口睦樹,加藤雅彦,小林良太郎
通讯作者：
出口睦樹,加藤雅彦,小林良太郎

デコイファイルを用いた暗号化型ランサムウェアの検知とプロセス特定に関する検討

基于诱饵文件的加密勒索软件检测及进程识别研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Deguchi Mutsuki;Katoh Masahiko;Kobayashi Ryotaro;山本真生,小林良太郎,加藤雅彦;出口睦樹,加藤雅彦,小林良太郎;荻原拓海,小林良太郎,加藤雅彦;荻原拓海,小林良太郎,加藤雅彦
通讯作者：
荻原拓海,小林良太郎,加藤雅彦

ダミーファイルを用いた暗号化型ランサムウェアの検出と防御に関する検討

利用虚拟文件的加密勒索软件检测与防护研究