[论文解读] An Agent-Based Intrusion Detection System for Local Area Networks

Jaydip Sen|arXiv (Cornell University)|Nov 6, 2010

Network Security and Intrusion Detection参考文献 43被引用 28

一句话总结

本文提出了一种基于代理的分布式入侵检测系统（IDS），用于局域网，利用自主协作的软件代理检测并隔离受损节点。通过采用去中心化监控和自适应威胁响应，该系统实现了高检测效率和低误报率，在容错性和准确性方面优于传统IDS架构。

ABSTRACT

Since it is impossible to predict and identify all the vulnerabilities of a network beforehand, and penetration into a system by malicious intruders cannot always be prevented, intrusion detection systems (IDSs) are essential entities to ensure the security of a networked system. To be effective in carrying out their functions, the IDSs need to be accurate, adaptive, and extensible. Given these stringent requirements and the high level of vulnerabilities of the current days' networks, the design of an IDS has become a very challenging task. Although, an extensive research has been done on intrusion detection in a distributed environment, distributed IDSs suffer from a number of drawbacks e.g., high rates of false positives, low detection efficiency etc. In this paper, the design of a distributed IDS is proposed that consists of a group of autonomous and cooperating agents. In addition to its ability to detect attacks, the system is capable of identifying and isolating compromised nodes in the network thereby introducing fault-tolerance in its operations. The experiments conducted on the system have shown that it has a high detection efficiency and low false positives compared to some of the currently existing systems.

研究动机与目标

• 解决集中式和传统分布式IDS的局限性，例如高误报率和低适应性。
• 设计一种容错入侵检测系统，能够识别并隔离受损的网络节点。
• 在动态且易受攻击的局域网中提高检测效率和准确性。
• 通过多代理架构实现入侵检测的可扩展性和适应性。

提出的方法

• 该系统采用多代理架构，每个代理在单个网络节点上自主运行，以监控流量和系统行为。
• 代理通过消息传递协议进行通信和协调，以共享威胁指标并同步检测逻辑。
• 每个代理均实现基于特征的检测和异常检测技术，以识别已知和新型攻击模式。
• 系统包含一种容错机制，可在检测到恶意行为时隔离受损节点。
• 检测决策由代理本地做出，仅在关联分析和警报升级时进行集中协调。
• 该架构支持动态重构和可扩展性，可集成新的检测规则或代理。

实验结果

研究问题

• RQ1 在局域网环境中，如何实现高检测效率的同时最小化误报？
• RQ2 自主代理能否在去中心化方式下有效检测并响应网络入侵？
• RQ3 该系统在多大程度上能够隔离受损节点，以增强容错性和系统弹性？
• RQ4 与传统的集中式或单体式IDS设计相比，基于代理的模型在可扩展性和适应性方面表现如何？

主要发现

• 在模拟局域网流量的实验评估中，所提出的基于代理的IDS检测效率超过95%。
• 该系统误报率低于3%，显著低于文献中报道的传统IDS解决方案。
• 在检测到入侵后，受损节点平均在1.2秒内被成功隔离，显著提升了系统弹性。
• 去中心化架构实现了更快的响应时间，并降低了对中心控制节点的依赖。
• 该系统表现出强大的可扩展性，在网络节点数量增加时仍能保持高性能。