Beholder : um sistema de detecção e prevenção contra intrusão em ambientes da internet das coisas baseado em processamento de eventos complexos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: LIMA, Milton Vinicius Morais de
Orientador(a): LIMA, Ricardo Massa Ferreira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Engenharia de software e linguagens de programação
IoT
IDS
IPS
CEP
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49188
Resumo: A Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) caracteriza-se por um conjunto de objetos inteligentes que se comunicam entre sí. Na IoT, os protocolos da camada de aplicação formam a base das comunicações entre aplicativos e serviços. A segurança nos dispositivos e comunicações é considerado um aspecto de design opcional nos protocolos da camada de aplicação, levando os desenvolvedores a negligenciar configurações de segurança disponíveis, ou mesmo não terem mecanismos de segurança em sua configuração padrão. Os Sistemas de Detecção e Prevenção de Intrusões (IDPS) podem melhorar a segurança da IoT, identificando possíveis problemas de segurança, alertando administradores ou agindo automaticamente para proteger o ambiente contra ameaças. Entretanto, as técnicas de IDPS não são projetadas para dispositivos com recursos limitados e precisam ser adaptadas. Esta tese apresenta o Beholder, um Sistema de Detecção e Prevenção de Intrusão (IDPS) para prevenir ataques aos protocolos da camada de aplicação da IoT. O Beholder inova ao ser o primeiro IDPS que explora a tecnologia Complex Event Processing (CEP) para detectar ataques da camada de aplicação da IoT. Este trabalho apresenta um cenário real para o processo de avaliação, realizando ataques em uma casa inteligente. Inicialmente, avaliamos a qualidade do nosso IDS, comparando-o com o conhecido Snort IDS. Os resultados demonstraram que Snort atingiu três 9s de precisão, enquanto Beholder atingiu uma precisão de quatro 9s. Adicionalmente, o experimento para avaliar a precisão de Beholder para os protocolos MQTT, CoAP e AMQP revelou que Beholder obteve quatro 9s de precisão para High QoS Flood (MQTT), 100% de precisão Error Flood (CoAP) e dois 9s para o AMQP Brute Force.
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A segurança nos dispositivos e comunicações é considerado um aspecto de design opcional nos protocolos da camada de aplicação, levando os desenvolvedores a negligenciar configurações de segurança disponíveis, ou mesmo não terem mecanismos de segurança em sua configuração padrão. Os Sistemas de Detecção e Prevenção de Intrusões (IDPS) podem melhorar a segurança da IoT, identificando possíveis problemas de segurança, alertando administradores ou agindo automaticamente para proteger o ambiente contra ameaças. Entretanto, as técnicas de IDPS não são projetadas para dispositivos com recursos limitados e precisam ser adaptadas. Esta tese apresenta o Beholder, um Sistema de Detecção e Prevenção de Intrusão (IDPS) para prevenir ataques aos protocolos da camada de aplicação da IoT. O Beholder inova ao ser o primeiro IDPS que explora a tecnologia Complex Event Processing (CEP) para detectar ataques da camada de aplicação da IoT. Este trabalho apresenta um cenário real para o processo de avaliação, realizando ataques em uma casa inteligente. Inicialmente, avaliamos a qualidade do nosso IDS, comparando-o com o conhecido Snort IDS. Os resultados demonstraram que Snort atingiu três 9s de precisão, enquanto Beholder atingiu uma precisão de quatro 9s. Adicionalmente, o experimento para avaliar a precisão de Beholder para os protocolos MQTT, CoAP e AMQP revelou que Beholder obteve quatro 9s de precisão para High QoS Flood (MQTT), 100% de precisão Error Flood (CoAP) e dois 9s para o AMQP Brute Force.CAPESThe Internet of Things (IoT) is characterized by a set of intelligent objects that communi- cate with each other. In the IoT, application layer protocols form the basis of communications between applications and services. Device and communications security is considered an op- tional design aspect of application layer protocols, leading developers to neglect available security settings, or may not even have security mechanisms in their default configuration. Intrusion Detection and Prevention Systems (IDPS) can improve IoT security by identifying potential security issues, alerting administrators, or automatically taking action to protect the environment from threats. However, IDPS techniques are not designed for devices with limited resources and need to be adapted for this type of device. This thesis presents Beholder, an Intrusion Detection and Prevention System (IDPS) to prevent attacks on IoT application layer protocols. Beholder breaks new ground by being the first IDPS that exploits Complex Event Processing (CEP) technology to detect IoT application layer attacks. This work presents a real scenario for the evaluation process, carrying out attacks on a smart home. Initially, we evaluated the quality of our IDS, comparing it with the well-known Snort IDS. The results showed that Snort hit three 9s of accuracy, while Beholder achieved an accuracy of four 9s. Additionally, the experiment to evaluate the accuracy of Beholder for the MQTT, CoAP and AMQP protocols revealed that Beholder obtained four 9s of accuracy for High QoS Flood (MQTT), 100% of accuracy Error Flood (CoAP) and two 9s for the AMQP Brute Force .porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da ComputacaoUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia de software e linguagens de programaçãoIoTIDSIPSCEPBeholder : um sistema de detecção e prevenção contra intrusão em ambientes da internet das coisas baseado em processamento de eventos complexosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Milton Vinicius Morais de Lima.pdfTESE Milton Vinicius Morais de Lima.pdfapplication/pdf5655966https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49188/1/TESE%20%20Milton%20Vinicius%20Morais%20de%20Lima.pdff675f0cb95e174f4fc4daffe02847837MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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