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표제지 2

국문 요약 6

목차 8

제1장 서론 13

제1절 연구 배경 13

제2절 연구의 필요성 및 연구 문제점의 정의 15

제3절 관련 연구 17

제1항 Attack Tree (공격 트리) 17

제2항 Fault tree 19

제3항 Attack-defense Trees (ADTree) 20

제4항 Boolean logic Driven Markov Processes (BDMP) 21

제5항 Penetration Attack Tree 22

제6항 Misuse Cases 23

제7항 Cyber Kill Chain®[이미지참조] 24

제8항 MITRE ATT&CK®[이미지참조] 24

제9항 Miller's Law 및 Cognitive Load Theory 26

제2장 본론 27

제1절 제안하는 접근 방법 27

제2절 Attack Forest 29

제1항 Attack Forest의 개요 29

제2항 Level of Detail: 정보 제공 방법의 최적화 31

제3항 Attack Sapling (Sub-tree) 35

제4항 ATT&CK Tactics Tag의 우선 순위 39

제5항 Attack Forest의 작성 과정 41

제6항 Attack Forest의 시각화 43

제7항 제시한 문제에 대한 Attack Forest의 공헌 48

제3절 실험 및 검증 50

제1항 타당성 검증 실험의 설계 50

제2항 평가 방법 53

제3항 결과 분석 55

제3장 결론 60

제1절 연구 결과 및 결론 60

제2절 한계점과 미래 연구 60

1. 기반으로 사용할 지식 베이스의 구조 및 품질의 의존성 60

2. 작성자의 높은 전문성 요구 61

3. 현업 필드 테스트의 필요성 61

4. 인지 능력에 관한 자세한 벤치마크가 수행되지 않았음 61

참고문헌 63

부록 66

표목차 10

표 1. Attack Forest에서 사용하는 고유 명칭의 정리 28

표 2. 기존 문제점에 대한 Attack Forest의 공헌 48

표 3. 실험 문제와 가설 50

표 4. 사용된 가상의 사이버 공격 사건 모델 51

표 5. 각 문항에서 검증할 기능의 정리 51

표 6. 각 문항에 적용된 기능 검증 목표 52

표 7. 답안 평가 기준 54

표 8. 참여자의 보안 지식 수준 별 평가 점수 55

표 9. 문항별 선호 모델 조사 55

표 10. 문항별 확신한 답안의 개수와 추이 56

표 11. 실험 가설의 결과 정리 59

그림목차 11

그림 1. 동일한 의미를 공유하는 서로 다른 형태의 동형 트리 14

그림 2. 공격 트리의 예제 17

그림 3. 개요 형식(outline form)의 Attack Tree 18

그림 4. 소프트웨어 서명 공격의 Fault tree 분석 예제 19

그림 5. ADTree의 예제 20

그림 6. BDMP의 예제 21

그림 7. Penetration Attack Tree의 구조 22

그림 8. Misuse Cases의 예제 23

그림 9. Stuxnet을 표현한 ATT&CK Matrix 25

그림 10. Attack Forest의 개요 29

그림 11. Attack Forest의 Level of Detail 별 정보 구분 및 표시 31

그림 12. Attack Forest의 Level of Detail 0 표기 34

그림 13. Attack Forest의 Attack Sapling 구조 35

그림 14. 개별 Sapling의 개요 형식 구성 예제 38

그림 15. 하나의 Sapling에 지정된 두 가지의 ATT&CK Tactics 예제 39

그림 16. Technique 및 Tactic 표기 및 작성 순서 40

그림 17. Attack Forest 작성 과정 41

그림 18. 사이버 공격 사건의 시간 순서 개요 형식 목록 및 개별 분석 과정의 예 42

그림 19. Attack Forest의 시각화 및 개요 형식의 상호 변환 44

그림 20. 채널 탈취 공격의 Attack Forest (Level of Detail 2) 45

그림 21. 채널 탈취 공격의 Attack Forest를 단순화 (Level of Detail 1) 46

그림 22. 잠긴 금고를 여는 공격에 대한 Attack Forest 47

부록그림목차 66

부록 그림 1. 실험 문항 Q1의 Attack Forest 모델 67

부록 그림 2. 실험 문항 Q2의 Attack Forest 모델 68

부록 그림 3. 실험 문항 Q3의 Attack Forest 모델 69

부록 그림 4. 실험 문항 Q4의 Attack Forest 모델 70

부록 그림 5. 실험 문항 Q1의 Attack Tree 모델 71

부록 그림 6. 실험 문항 Q2의 Attack Tree 모델 71

부록 그림 7. 실험 문항 Q3의 Attack Tree 모델 72

부록 그림 8. 실험 문항 Q4의 Attack Tree 모델 72

부록 그림 9. 실험 문항 Q5의 Attack Forest 모델, Level of Detail 2 73

부록 그림 10. 실험 문항 Q5의 Attack Forest 모델, Level of Detail 1 74

초록보기

 Stuxnet 을 시작으로 대두된 Advanced Persistent Threat, 파괴보다 금품 탈취를 목적으로 한 랜섬웨어 등 점점 더 복잡해지고 다양한 양상으로 발견되는 사이버 공격 사건들에 의한 컴퓨터 보안의 위협은 나날이 증대되고 있다. 이들 사이버 공격을 표현하기 위한 Attack Tree 는 수많은 사이버 공격 분석의 기초가 되었으며, 여러 기관 및 학계의 인정을 받아 사용되어 왔다. 많은 보안 연구자들은 이를 바탕으로 하여 원하는 기능을 수행할 수 있도록 추가한 개념을 통하여 각기 사이버 공격을 표현하는 파생형 모델들을 제시하였다. 그러나, 각각의 모델들은 그 구조 상 상호 호환성이 거의 없으며, 사용되는 용어의 규칙 또한 명시되지 않거나, 의미는 동일하나 구조가 다른 동형 트리가 발생하는 문제가 존재한다. 이러한 문제들은 컴퓨터 시스템의 이해 당사자들의 의사소통을 방해하는 결과를 불러올 수 있으며, 이는 보안 사고 대응 시 장애물이 된다.

본 연구에서는 학계 및 업계에서 널리 인정되고 정기적으로 유지 및 보수가 이루어지는 The MITRE Corporation 의 MITRE ATT&CK®의 지식 베이스를 활용하여 효과적인 정보 전달을 가능하도록 하고, 시간 순서에 따른 구조를 도입하여 동일한 모델 규격의 상호 호환성을 개선하여 전산 처리 및 의사 소통의 문제를 완화한, Attack Tree 를 기반으로 하여 설계된 Attack Forest 사이버 공격 모델링 프레임워크를 제안한다.

본 연구에서 제안하는 사이버 공격 모델은 Cyber Kill Chain 이 제시하는 공격 단계의 정의를 MITRE ATT&CK® 지식 베이스의 Tactics 로 구현하고, Attack Tree 가 가진 직관적인 디자인에서 오는 장점, 사건을 개요 목록으로 표기할 경우 얻을 수 있는 사건의 기승전결(起承轉結)과 시간 순서에 따른 서술, 그리고 제공하는 정보의 추적 능력을 하나의 그래픽 모델에 통합하였다. 이 과정에서 복잡해지는 모델이 유발할 수 있는 정보 인식에 대한 문제를 해결하고자 사람의 단기 인지력에 관한 과학적 근거를 바탕으로 조정한 그래프 형 시각화 모델을 설계하였다.

제안한 모델의 각 기능을 검증하기 위하여 다양한 지식 배경을 가진 소수의 실험 참여자를 모집하여 타당성 검증 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 본 모델이 제공하는 각 기능 및 설계의 작동을 검증함으로써, 본 연구가 제시한 모델이 사이버 공격 모델이 사용하는 용어의 기준, 모델 구조의 균일성, 신뢰할 수 있는 충분한 정보의 제공과 추적성, 이해 당사자의 수준에 맞추기 위한 정보 전달의 최적화를 구현했음을 보였다.

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