[論文レビュー] An Insight to Covert Channels

Nitish Salwan, Sandeep Singh+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 10, 2013

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ひとこと要約

本論文は、コンピュータセキュリティにおけるコントロールチャネルについて包括的な概説を提供し、その種別に基づいて分類し、実装メカニズムを分析している。本論文では、新しいタイミングベースのコントロールチャネルを提案し、定義された基準を用いてチャネル強度を評価し、検出および緩和戦略についても議論しており、スパイダーなデータ漏洩手法に関する理解の向上に貢献している。

ABSTRACT

This paper presents an overview of different concepts regarding covert channels. It discusses the various classifications and the detailing of various fields used to manipulate for the covert channel execution.Different evaluation criterias are presented for measuring the strength of covert channels. The defenses and prevention schemes for this covert channel will also be discussed. This paper also discuss about an advanced timing channel i.e.Temperature Based Covert Channel.

研究の動機と目的

• コンピュータシステム内の異なる種類のコントロールチャネルを分類し分析すること。
• 特にタイミングチャネルに注目して、隠れ通信を確立するための技術的メカニズムを検討すること。
• 帯域幅や信頼性といった基準を含む標準化された基準を用いて、コントロールチャネルの強度を評価すること。
• コントロールチャネル攻撃に対する防御策および予防技術を検討すること。
• よりスパイシーで効率的な性能を示す、新しい高度なタイミングベースのコントロールチャネルを提示・分析すること。

提案手法

• データ伝送メカニズムに基づいて、ストレージチャネルとタイミングチャネルにコントロールチャネルを分類すること。
• パケットタイミング、バッファサイズ、プロセススケジューリングなどのシステムレベルのフィールドを、隠れデータの埋め込みに用いること。
• 予測可能なシステム動作を活用してデータを符号化する、新しいタイミングベースのコントロールチャネルを提案すること。
• 帯域幅、誤り率、検出可能性といった評価基準を適用して、チャネルのパフォーマンスを測定すること。
• ネットワーク監視、アクセス制御、異常検出などの既存の防御メカニズムをレビューし、コントロールチャネルの悪用を防ぐこと。
• 異なるコントロールチャネル実装およびそのセキュリティインパクトを比較・対比するための構造化されたフレームワークを用いること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 コントロールチャネルは、その基盤となるメカニズムに基づいてどのように体系的に分類できるか？
• RQ2 効果的なタイミングベースのコントロールチャネルを創出するために必要な主要なシステムレベルのパrameterは何か？
• RQ3 コントロールチャネルの強度と信頼性は、どのように客観的に測定され、比較できるか？
• RQ4 コントロールチャネル脅威を緩和するための最も効果的な検出および予防戦略は何か？
• RQ5 提案された高度なタイミングベースのコントロールチャネルは、従来の手法に比べて、帯域幅とスパイシーさの面でどのように向上しているか？

主な発見

• 本論文は、タイミングジッターとプロセススケジューリングなどの複数のシステムレベルのパrameterが、コントロールチャネルの作成に利用可能であると特定・詳細に記述している。
• 新しい高度なタイミングベースのコントロールチャネルが提案され、パケット間隔の精密な制御によって、データ伝送効率の向上が実証された。
• 帯域幅や誤り率といった評価基準が、さまざまなコントロールチャネルのパフォーマンスを定量化するのに有効であることが示された。
• 本研究では、従来の監視ツールでは検出が困難であるにもかかわらず、タイミングチャネルが顕著な帯域幅を達成できることを確認した。
• ネットワークレベルの異常検出やアクセス制御といった防御戦略は、コントロールチャネルリスクの緩和に不可欠であるが、必ずしも十分ではないことが判明した。
• 本研究は、コントロールチャネルが通常のシステム動作を模倣できるため、検出が継続的に困難であるという課題を浮き彫りにした。