Modelization and identification of multi-step cyberattacks in sets of events

par Julio Navarro Lara

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Aline Deruyver.

Le président du jury était Véronique Legrand.

Le jury était composé de Aline Deruyver, Véronique Legrand, Matthieu Latapy, Joaquin Garcia-Alfaro, Pierre Parrend.

Les rapporteurs étaient Matthieu Latapy, Joaquin Garcia-Alfaro.

  • Titre traduit

    Modélisation et identification de cyberattaques multi-étapes dans des ensembles d'événements


  • Résumé

    Une cyberattaque est considérée comme multi-étapes si elle est composée d’au moins deux actions différentes. L’objectif principal de cette thèse est aider l’analyste de sécurité dans la création de modèles de détection à partir d’un ensemble de cas alternatifs d’attaques multi-étapes. Pour répondre à cet objectif, nous présentons quattre contributions de recherche. D’abord, nous avons réalisé la première bibliographie systématique sur la détection d’attaques multi-étapes. Une des conclusions de cette bibliographie est la manque de méthodes pour confirmer les hypothèses formulées par l’analyste de sécurité pendant l’investigation des attaques multi-étapes passées. Ça nous conduit à la deuxième de nos contributions, le graphe des scénarios d’attaques abstrait ou AASG. Dans un AASG, les propositions alternatives sur les étapes fondamentales d’une attaque sont répresentées comme des branches pour être évaluées avec l’arrivée de nouveaux événements. Pour cette évaluation, nous proposons deux modèles, Morwilog et Bidimac, qui font de la détection au même temps que l’identification des hypothèses correctes. L’évaluation des résultats par l’analyste permet l’évolution des modèles.Finalement, nous proposons un modèle pour l’investigation visuel des scénarios d’attaques sur des événements non traités. Ce modèle, qui s’appelle SimSC, est basé sur la similarité entre les adresses IP, en prenant en compte la distance temporelle entre les événements.


  • Résumé

    A cyberattack is considered as multi-step if it is composed of at least two distinct actions. The main goal of this thesis is to help the security analyst in the creation of detection models from a set of alternative multi-step attack cases. To meet this goal, we present four research contributions. First of all, we have conducted the first systematic survey about multi-step attack detection. One of the conclusions of this survey is the lack of methods to confirm the hypotheses formulated by the security analyst during the investigation of past multi-step attacks. This leads us to the second of our contributions, the Abstract Attack Scenario Graph or AASG. In an AASG, the alternative proposals about the fundamental steps in an attack are represented as branches to be evaluated on new incoming events. For this evaluation, we propose two models, Morwilog and Bidimac, which perform detection and identification of correct hypotheses. The evaluation of the results by the analyst allows the evolution of the models. Finally, we propose a model for the visual investigation of attack scenarios in non-processed events. This model, called SimSC, is based on IP address similarity, considering the temporal distance between the events.


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