Statistical model applied to NetFlow for network intrusion detection

The computers and network services became presence guaranteed in several places. These characteristics resulted in the growth of illicit events and therefore the computers and networks security has become an essential point in any computing environment. Many methodologies were created to identify these events; however, with increasing of users and services on the Internet, many difficulties are found in trying to monitor a large network environment. This paper proposes a methodology for events detection in large-scale networks. The proposal approaches the anomaly detection using the NetFlow protocol, statistical methods and monitoring the environment in a best time for the application. © 2010 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Performance evaluation of the fuzzy ARTMAP for network intrusion detection

Recently, considerable research work have been conducted towards finding fast and accurate pattern classifiers for training Intrusion Detection Systems (IDSs). This paper proposes using the so called Fuzzy ARTMAT classifier to detect intrusions in computer network. Our investigation shows, through simulations, how efficient such a classifier can be when used as the learning mechanism of a typical IDS. The promising evaluation results in terms of both detection accuracy and training duration indicate that the Fuzzy ARTMAP is indeed viable for this sort of application.

Meta-heurísticas para o problema de planejamento de expansão da rede de transmissão de energia elétrica considerando restrições de segurança

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Computer Networks Security Models - A New Approach for Denial-of-Services Attacks Mitigation

Computer networks are a critical factor for the performance of a modern company. Managing networks is as important as managing any other aspect of the company’s performance and security. There are many tools and appliances for monitoring the traffic and analyzing the network flow security. They use different approaches and rely on a variety of characteristics of the network flows. Network researchers are still working on a common approach for security baselining that might enable early watch alerts. This research focuses on the network security models, particularly the Denial-of-Services (DoS) attacks mitigation, based on a network flow analysis using the flows measurements and the theory of Markov models. The content of the paper comprises the essentials of the author’s doctoral thesis.

Security specification and enforcement in mediation system

Mediation techniques provide interoperability and support integrated query processing among heterogeneous databases. While such techniques help data sharing among different sources, they increase the risk for data security, such as violating access control rules. Successful protection of information by an effective access control mechanism is a basic requirement for interoperation among heterogeneous data sources. ^ This dissertation first identified the challenges in the mediation system in order to achieve both interoperability and security in the interconnected and collaborative computing environment, which includes: (1) context-awareness, (2) semantic heterogeneity, and (3) multiple security policy specification. Currently few existing approaches address all three security challenges in mediation system. This dissertation provides a modeling and architectural solution to the problem of mediation security that addresses the aforementioned security challenges. A context-aware flexible authorization framework was developed in the dissertation to deal with security challenges faced by mediation system. The authorization framework consists of two major tasks, specifying security policies and enforcing security policies. Firstly, the security policy specification provides a generic and extensible method to model the security policies with respect to the challenges posed by the mediation system. The security policies in this study are specified by 5-tuples followed by a series of authorization constraints, which are identified based on the relationship of the different security components in the mediation system. Two essential features of mediation systems, i. e., relationship among authorization components and interoperability among heterogeneous data sources, are the focus of this investigation. Secondly, this dissertation supports effective access control on mediation systems while providing uniform access for heterogeneous data sources. The dynamic security constraints are handled in the authorization phase instead of the authentication phase, thus the maintenance cost of security specification can be reduced compared with related solutions. ^

Introduction to Security Onion

Security Onion is a Network Security Manager (NSM) platform that provides multiple Intrusion Detection Systems (IDS) including Host IDS (HIDS) and Network IDS (NIDS). Many types of data can be acquired using Security Onion for analysis. This includes data related to: Host, Network, Session, Asset, Alert and Protocols. Security Onion can be implemented as a standalone deployment with server and sensor included or with a master server and multiple sensors allowing for the system to be scaled as required. Many interfaces and tools are available for management of the system and analysis of data such as Sguil, Snorby, Squert and Enterprise Log Search and Archive (ELSA). These interfaces can be used for analysis of alerts and captured events and then can be further exported for analysis in Network Forensic Analysis Tools (NFAT) such as NetworkMiner, CapME or Xplico. The Security Onion platform also provides various methods of management such as Secure SHell (SSH) for management of server and sensors and Web client remote access. All of this with the ability to replay and analyse example malicious traffic makes the Security Onion a suitable low cost alternative for Network Security Management. In this paper, we have a feature and functionality review for the Security Onion in terms of: types of data, configuration, interface, tools and system management.

Security enhancements and flaws of emerging communication technologies

The multi-faced evolution of network technologies ranges from big data centers to specialized network infrastructures and protocols for mission-critical operations. For instance, technologies such as Software Defined Networking (SDN) revolutionized the world of static configuration of the network - i.e., by removing the distributed and proprietary configuration of the switched networks - centralizing the control plane. While this disruptive approach is interesting from different points of view, it can introduce new unforeseen vulnerabilities classes. One topic of particular interest in the last years is industrial network security, an interest which started to rise in 2016 with the introduction of the Industry 4.0 (I4.0) movement. Networks that were basically isolated by design are now connected to the internet to collect, archive, and analyze data. While this approach got a lot of momentum due to the predictive maintenance capabilities, these network technologies can be exploited in various ways from a cybersecurity perspective. Some of these technologies lack security measures and can introduce new families of vulnerabilities. On the other side, these networks can be used to enable accurate monitoring, formal verification, or defenses that were not practical before. This thesis explores these two fields: by introducing monitoring, protections, and detection mechanisms where the new network technologies make it feasible; and by demonstrating attacks on practical scenarios related to emerging network infrastructures not protected sufficiently. The goal of this thesis is to highlight this lack of protection in terms of attacks on and possible defenses enabled by emerging technologies. We will pursue this goal by analyzing the aforementioned technologies and by presenting three years of contribution to this field. In conclusion, we will recapitulate the research questions and give answers to them.

Sistema de detecção de intrusão em redes informáticas

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Descoberta de conhecimento em Logs de tentativas de intrusão. Um estudo de caso em Instituições de Ensino Superior

Perante a evolução constante da Internet, a sua utilização é quase obrigatória. Através da web, é possível conferir extractos bancários, fazer compras em países longínquos, pagar serviços sem sair de casa, entre muitos outros. Há inúmeras alternativas de utilização desta rede. Ao se tornar tão útil e próxima das pessoas, estas começaram também a ganhar mais conhecimentos informáticos. Na Internet, estão também publicados vários guias para intrusão ilícita em sistemas, assim como manuais para outras práticas criminosas. Este tipo de informação, aliado à crescente capacidade informática do utilizador, teve como resultado uma alteração nos paradigmas de segurança informática actual. Actualmente, em segurança informática a preocupação com o hardware é menor, sendo o principal objectivo a salvaguarda dos dados e continuidade dos serviços. Isto deve-se fundamentalmente à dependência das organizações nos seus dados digitais e, cada vez mais, dos serviços que disponibilizam online. Dada a mudança dos perigos e do que se pretende proteger, também os mecanismos de segurança devem ser alterados. Torna-se necessário conhecer o atacante, podendo prever o que o motiva e o que pretende atacar. Neste contexto, propôs-se a implementação de sistemas de registo de tentativas de acesso ilícitas em cinco instituições de ensino superior e posterior análise da informação recolhida com auxílio de técnicas de data mining (mineração de dados). Esta solução é pouco utilizada com este intuito em investigação, pelo que foi necessário procurar analogias com outras áreas de aplicação para recolher documentação relevante para a sua implementação. A solução resultante revelou-se eficaz, tendo levado ao desenvolvimento de uma aplicação de fusão de logs das aplicações Honeyd e Snort (responsável também pelo seu tratamento, preparação e disponibilização num ficheiro Comma Separated Values (CSV), acrescentando conhecimento sobre o que se pode obter estatisticamente e revelando características úteis e previamente desconhecidas dos atacantes. Este conhecimento pode ser utilizado por um administrador de sistemas para melhorar o desempenho dos seus mecanismos de segurança, tais como firewalls e Intrusion Detection Systems (IDS).

IPv6 – Integração, Transição e Segurança

Ao longo dos anos a Internet tornou-se uma ferramenta fundamental para a sociedade e, nos dias de hoje, é praticamente inevitável não usufruir de algumas facilidades proporcionadas pela rede mundial. Devido à sua massificação nos últimos anos, os endereços de IP disponíveis esgotaram-se, pelo que tornou-se necessário a elaboração de uma nova versão do protocolo comunicação, utilizado para suportar todas as comunicações na Internet, o Internet Protocol, versão 6 (IPv6). Apesar da ampla utilização da Internet, a maioria dos seus utilizadores está completamente alheia às questões de segurança, estando por isso exposta a uma diversidade de perigos. O aumento da segurança é também uma das principais missões do IPv6, tendo-se introduzido alguns mecanismos de segurança relevantes. Este trabalho tem como objetivo estudar o IPv6, focando-se especialmente em questões relacionadas com os mecanismos de transição do IPv4 para IPv6 e em aspetos de segurança. Proporcionando uma abordagem teórica ao protocolo e aos conceitos de segurança, este documento apresenta também uma perspetiva mais técnica da implementação do IPv6, pretendendo ser um manual de apoio aos responsáveis pela implementação da versão 6 do IP. Os três métodos de transição, que permitem a atualização do IPv4 para IPv6, são analisados de forma a apoiar a equipa na tomada de decisão sobre qual (ou quais) os métodos de transição a utilizar. Uma parte substancial do trabalho foi dedicada à seleção e estudo de vulnerabilidades que se encontram presentes no IPv6, a forma como são exploradas por parte do atacante, a forma como podem ser classificadas e os processos que diminuem o risco de exposição a essas mesmas vulnerabilidades. Um conjunto de boas práticas na administração da segurança de redes é também apresentada, para melhorar a garantia de que problemas conhecidos não possam ser explorados por utilizadores mal intencionados.

Multi-criteria optimisation approach to increase the delivered power in radial distribution networks

This study proposes a new methodology to increase the power delivered to any load point in a radial distribution network, through the identification of new investments in order to improve the repair time. This research work is innovative and consists in proposing a full optimisation model based on mixed-integer non-linear programming considering the Pareto front technique. The goal is to achieve a reduction in repair times of the distribution networks components, while minimising the costs of that reduction as well as non-supplied energy costs. The optimisation model considers the distribution network technical constraints, the substation transformer taps, and it is able to choose the capacitor banks size. A case study based on a 33-bus distribution network is presented in order to illustrate in detail the application of the proposed methodology.

Segurança de Redes em Sistemas de Experimentação Remota

O crescimento dos sistemas de informação e a sua utilização massiva criou uma nova realidade no acesso a experiências remotas que se encontram geograficamente distribuídas. Nestes últimos tempos, a temática dos laboratórios remotos apareceu nos mais diversos campos como o do ensino ou o de sistemas industriais de controlo e monitorização. Como o acesso aos laboratórios é efectuado através de um meio permissivo como é o caso da Internet, a informação pode estar à mercê de qualquer atacante. Assim, é necessário garantir a segurança do acesso, de forma a criar condições para que não se verifique a adulteração dos valores obtidos, bem como a existência de acessos não permitidos. Os mecanismos de segurança adoptados devem ter em consideração a necessidade de autenticação e autorização, sendo estes pontos críticos no que respeita à segurança, pois estes laboratórios podem estar a controlar equipamentos sensíveis e dispendiosos, podendo até eventualmente comprometer em certos casos o controlo e a monotorização de sistemas industriais. Este trabalho teve como objectivo a análise da segurança em redes, tendo sido realizado um estudo sobre os vários conceitos e mecanismos de segurança necessários para garantir a segurança nas comunicações entre laboratórios remotos. Dele resultam as três soluções apresentadas de comunicação segura para laboratórios remotos distribuídos geograficamente, recorrendo às tecnologias IPSec, OpenVPN e PPTP. De forma a minimizar custos, toda a implementação foi assente em software de código aberto e na utilização de um computador de baixo custo. No que respeita à criação das VPNs, estas foram configuradas de modo a permitir obter os resultados pretendidos na criação de uma ligação segura para laboratórios remotos. O pfSense mostrou-se a escolha acertada visto que suporta nativamente quaisquer das tecnologias que foram estudadas e implementadas, sem necessidade de usar recursos físicos muito caros, permitindo o uso de tecnologias de código aberto sem comprometer a segurança no funcionamento das soluções que suportam a segurança nas comunicações dos laboratórios remotos.

JXTA-Overlay P2P Platform and Its Application for Robot Control

The design of an efficient collaborative multirobot framework that ensures the autonomy and the individualrequirements of the involved robots is a very challenging task. This requires designing an efficient platform for inter-robot communication. P2P is a good approach to achieve this goal. P2P aims at making the communication ubiquitous thereby crossing the communication boundary and has many attractive features to use it as a platform for collaborative multi-robot environments. In this work, we present the JXTA Overlay P2P system and its application for robot control. Since JXTAOverlay is able to overcome Firewalls, Routers and NATs, it is possible to control end-devices in a WAN without changing the network security policy. We used JXTA-Overlay for the control of robot motors. We evaluated the proposed system by many experiments and have shown that the proposed system has a good performance and can be used successfully for the control of robot.

Secure Dynamic MANET On-demand (SEDYMO) Routing Protocol

This paper describes the state of the art of secure ad hoc routing protocols and presents SEDYMO, a mechanism to secure a dynamic multihop ad hoc routing protocol. The proposed solution defeats internal and external attacks usinga trustworthiness model based on a distributed certification authority. Digital signatures and hash chains are used to ensure the correctness of the protocol. The protocol is compared with other alternatives in terms of security strength, energy efficiency and time delay. Both computational and transmission costs are considered and it is shown that the secure protocol overhead is not a critical factor compared to the high network interface cost.

Secure IP-based Connection Solutions for Mobile Users

Tämä diplomityö tutkii turvallisia etäyhteystapoja yritysverkkoihin. Samanaikasesti kuin Internettiin liitetyt langattomat verkot, kuten langattomat lähiverkot ja pakettikytkentäiset matkapuhelinverkot, tulevat yhä yleisemmiksi, mahdollisuus etäyhteksien luomiseen näiden verkkojen kautta tulee yhä suositummaksi. Vaikka tietoverkot kehittyvät, pysyvät niitä uhkaavat yleisluontoiset uhat samoina. IP pohjaiset VPN-verkot ovat sopiva tapa suojata Internetin ylitse tapahtuvia etäyhteksiä. Eri VPN-ratkaisuja on kuitenkin tarjolla laaja valikoima. Oikean tyyppisen VPN-ratkaisun valinta on kriittistä, jotta yrityksen etäyhteystarpeet saadaan täytettyä. Diplomityö esittelee eräänä vaihtoehtona miten Pocket PC 2002 PDA laitetta ja Windows XP Professional käyttöjärjestelmää voidaan käyttää edullisen VPN ratkaisun toteuttamiseen.