Srautinių atakų įtakos internetinės paslaugos sutrikdymui modeliavimas ir tyrimas

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamos internetinės paslaugos sutrikdymo (angl. DoS – Denial of Service) atakos ir jų modeliavimo priemonės. Tai kibernetinių atakų tipas, kurių metu siekiama tam tikro tinkle veikiančio mazgo teikiamas paslaugas padaryti neprieinamas jų teisėtiems klientams. DoS atakos gali turėti daug skirtingų tipų, todėl šio darbo pagrindinis tyrimų objektas yra srautinė internetinės paslaugos sutrikdymo (angl. DDoS – Distributed Denial of Service) ataka, kuri paslaugos sutrikdymo siekia naudodama bent kelis atakuojančiuosius kompiuterius vienu metu ir kuri siekia išnaudoti visus pasirinkto tipo resursus tą paslaugą teikiančiame mazge. DDoS atakos aktualios dėl šių priežasčių: šiuo metu nėra apsaugos priemonių, leidžiančių patikimai ir užtikrintai apsisaugoti nuo jų keliamos grėsmės; jas gali sukelti net ir teisėti vartotojai, netinkamai elgdamiesi ar esant netinkamai paruoštai sistemai; internete teikiamos paslaugos vis dažniau naudojamos kasdieniniame gyvenime ir jų blokavimas ar kokybės suprastėjimas gali neigiamai paveikti kitų sistemų ar jų vartotojų darbą. Pagrindinis šios disertacijos tikslas – sukurti jungtinį DDoS atakos sėkmės tikimybės vertinimo modelį. Šis modelis leistų įvertinti kompiuterinės technikos sugebėjimą atlaikyti skirtingo tipo ir galingumo DDoS atakas, todėl galėtų būti taikomas prevencijai bei paslaugų tiekėjų kokybės vertinimui. Disertaciją sudaro įvadas, penki skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje pateikiama DoS atakų specifika, analizuojamos egzistuojančios DoS atakų ir jų kontrpriemonių taksonomijos, šiame skyriuje taip pat apžvelgiama kompiuterių tinklų modeliavimo specifika ir analizuojami egzistuojantys DoS ar DDoS atakų modeliai. Antrajame skyriuje aprašomos siūlomos DoS atakų ir jų kontrpriemonių taksonomijos, o trečiajame pateikiami siūlomi modeliai skirtingo tipo DDoS atakoms ir vienas jungtinis DDoS atakų modelis. Ketvirtajame ir penktajame skyriuose pateikiami atliktų tyrimų rezultatai, kurie lyginami su OPNET modeliavimo įrankio rezultatais ir analizuojamos DDoS atakos savybės esant skirtingoms situacijoms. Pasiūlytas jungtinis DDoS atakų modelis yra lengvai plečiamas ir gali būti taikomas skirtingo tipo DDoS atakų išankstiniam sėkmės vertinimui.

In the dissertation the Denial of Service (DoS) attacks and their models are investigated. DoS attack is a type of cyber attacks when an attacker tries to deny a service in the network machine. There are many types of DoS attacks, and therefore the main object of the dissertation is specified as distributed denial of service (DDoS) attacks. DDoS uses multiple agents at the same time to exhaust certain resources of network machine and make it unavailable. The importance of DDoS attacks can be explained on the basis of the following facts: nowadays there are no countermeasures which can ensure full resistance to DDoS; DoS effect can be created even by legitimate users of the systems; internet services become more popular therefore the denial of such a service or diminishing of its quality can cause undesired impact on the other systems or their users. The main objective of this dissertation is creation of model for the estimation of the composite DDoS attack success. This model would allow estimating of network machine resistance to different type and power DDoS attacks. The dissertation consists of eight parts including Introduction, 5 chapters, Conclusions and References. In the introduction, the investigated problem, importance of the thesis and the object of research are defined and the purpose and tasks of the thesis, scientific novelty are described together with the practical significance of results and defended statements. At the end of introduction, author’s publications on the subject of the thesis are listed. They introduce and reflect the material of presentations at the conferences and justify the structure of the dissertation: Chapter 1 – revision of DoS attacks, analysis of existing DoS attack and their countermeasure taxonomies. In this chapter, review of the specificities of the computer network modelling and analysis of the existing DoS and DDoS attack models is presented as well. Chapter 2 – introduction and description of the new taxonomies for DoS attack and their countermeasure. Chapter 3 – description of proposed models for different types of DDoS attacks as well as composite DDoS attack model. Chapter 4 and 5 – investigation of the results of proposed models. They are compared with the results of the OPNET modelling tool, and different situations are analysed to represent characteristics of the DDoS attacks. Conclusion is made that the proposed composite DDoS attack model is easily adaptable for different types of DDoS attacks and might be used to define probability of attack success.