Simulation of malware propagation

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Kristin Salzmann
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1 Simulation of malware propagation a multi-agent approach André Harms HAW Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Hamburg University of Applied Sciences

2 Inhalt Rückblick Projekt 1 Aktuell Projekt 2 Masterarbeit Ziele Vorgehen Risiken 2/22

3 Rückblick Projekt 1 3/22

4 Rückblick Projekt 1 - Ausbreitungssimulation von Schadsoftware Malware-Propagation Varianten (2011) Aus [1] 4/22

5 Rückblick Projekt 1 - Ausbreitungssimulation von Schadsoftware Ermitteln relevanter Faktoren zur Ausbreitung s Wechseldatenträger Benutzer Netzlaufwerke Vernetzung Patchlevel Agentenbasierter Ansatz 5/22

6 Rückblick Projekt 1 - Ausbreitungssimulation von Schadsoftware Berücksichtigung relevanter Kommunikationsknoten OSI Layer 3+4 sind relevant, müssen allerdings nicht detailliert betrachtet werden 6/22

7 Rückblick Projekt 1 - Ausbreitungssimulation von Schadsoftware Berücksichtigung relevanter Kommunikationsknoten 7/22

8 Rückblick Projekt 1 - Ausbreitungssimulation von Schadsoftware Sinnvolle Vorgehensweise -> Simulation in 3 Schritten: 1. Information Gathering Möglichst automatisches Sammeln nötiger Informationen (Bachelorarbeit Robert Krauß, Schnittstellen bestehen) 2. Simulation Ausbreitung in simulierter Umgebung beobachten 3. Auswertung Ereignisse auf Kausalität und Wirkung untersuchen 8/22

9 Aktuell Projekt 2 9/22

10 Aktuell Projekt 2 Experimentierumgebung o Umsetzung von Agenten und Verhalten abschließen (insbesondere Cloudstorage) o Routingprotokoll für virtuelle Umgebung Visualisierung und Steuerung laufender Simulation o Darstellung von Infektionsraten, Aktivitäten, etc. o Pausieren der Simulation, Geschwindigkeitssteuerung, etc. o Ändern der Simulationsumgebung zur Laufzeit 10/22

11 Aktuell Projekt 2 Visualisierung und Steuerung laufender Simulation (Work in Progress) Darstellung von Infektionsraten, Aktivitäten, etc. 11/22

12 Aktuell Projekt 2 Persistieren von Ereignissen zum nachträglichen Auswerten o o Zentral vs. dezentral GUI? Plausibilisieren der Simulation: Vergleich von Simulationsergebnissen mit empirischen Daten (Zusammenarbeit mit AV-Herstellern, Verwenden bekannter Daten z.b. W32.Stuxnet Dossier [2]) 12/22

13 Masterarbeit Ziele 13/22

14 Masterarbeit Ziele Impact of connectivity density on malware propagation Genaue Fragestellung Wie beeinflusst Dynamik das Ausbreitungsverhalten? Nutzung von Cloudspeicher Wechseldatenträger BYOD (Bring Your Own Device) Welchen Einfluss hat die Valenz von Knoten? Welchen Einfluss hat der Knotentyp? Kann man praktische Empfehlungen ableiten? 14/22

15 Masterarbeit Vorgehen 15/22

16 Masterarbeit Vorgehen Empirisches Vorgehen o Abbilden eines Unternehmens mit mehreren Standorten (>500 Knoten) Aus realen Daten (Fallback: nach Watts and Strogatz model; Graph mit Small-World-Eigenschaften [2]) o Malwareagenten entwerfen mit verschiedenen Ausbreitungsvektoren (beispielsweise: Mail, Binary Planting, Drive-by Download) o Mehrere Simulationsdurchläufe mit unterschiedlichen Einstellungen Dynamik reduzieren/entfernen Cloudfunktionen deaktivieren 16/22

17 Masterarbeit Vorgehen Metriken o Infektionsrate (Neu-Infektionen/t) Wie viele neue Infektionen finden pro Zeiteinheit statt o Replikationshäufigkeit Wie viele Infektionen gehen von einem Knoten aus o Durchsetzung Prozentuale Bestimmung der Gesamtinfektionen o Infektions-Distanz Über wie viele Knoten breitet sich Malware im Mittel aus 17/22

18 Masterarbeit Vorgehen Metriken o Valenz Anzahl Nachbarknoten o Zusammenhangszahl Kleinste Anzahl von zu entfernenden Kanten, um Zusammenhang zu zerstören (Inselbildung Bottlenecks) 18/22

19 Masterarbeit Risiken 19/22

20 Masterarbeit Risiken Daten für Plausibilisierung unzureichend Ergebnisse lassen sich u.u. nicht generalisieren (Repräsentativität der simulierten Umgebung?) 20/22

21 Literaturverzeichnis [1] Microsoft: Microsoft Security Intelligence Report Volume 11, 2011 [2] Nicolas Falliere, Liam O Murchu, and Eric Chien - (Symantec Corp.) W32.Stuxnet Dossier, 2011 [3] Watts, Duncan J.; Strogatz, Steven H.: Collective dynamics of `small-world' networks, in Nature, Volume 393, Issue 6684, , /22

22 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit 22/22

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