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MWS 2014 意見交換会

D3M (Drive-by Download Data by Marionette)
2014
NTTセキュアプラットフォーム研究所
ネットワークセキュリティプロジェクト
高田 雄太、秋山 満昭
2014年05月19日
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はじめに• 研究を進める上で評価用の実データは非常に重要
─ 実データに触れること傾向を把握できる
─ 研究を客観的に評価できる• セキュリティ系の研究における評価用データとは
─ マルウェア検体
─ マルウェア実行ログ
─ 悪性通信データ
─ などといった「悪性コンテンツ」• 「悪性コンテンツ」を収集するには…

─ ハニーポットを設置して集める？（安全性担保できる？）─ ブラックマーケットで購入？
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研究コミュニティとデータセット
攻撃コード、マルウェアなど• iseclab (http://www.iseclab.org/)─ コミュニティ内でのデータセット共有• Honeynet Project (http://www.honeynet.org)
─ コミュニティ内でのデータセット共有

悪性 URL, Domain リスト• Malware domain list (http://www.malwaredomainlist.com/)─ 悪性 URL を公開• Google safe browsing

─ URL のハッシュ値のみ公開（NDA により実際の URL 共有？）

• StopBadware (https://www.stopbadware.org/)─ 一部のURL を公開、パートナーシップ契約（有料）により詳細情報を共有• hphosts (http://www.hosts-file.net/)
─ 悪性ドメインを公開• 各研究コミュニティにおいて、データセット共有による研究開発• データセット共有までの道のりは長い• MWS は日本人であればコミュニティの参加が比較的容易
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攻撃の複雑化、巧妙化• マルウェア感染経路の変化

─ 能動的な攻撃（ネットワーク経由）から受動的な攻撃（メールや Web経由）へ• 脆弱性の多様化

─ ブラウザ（IE 6/7/8/9/10/11, Firefox, Opera …）
─ プラグイン（Acrobat 8/9, Flash 9/10/11, Java 6/7 …）• エクスプロイトキット

─ 難読化処理、クローキング、多段リダイレクト、フィンガープリント• 短命な悪性サイト

─ 攻撃者は、攻撃コードやマルウェアの解析を妨害するべく、悪性サイトを削除してしまう（公開ブラックリストに掲載されると特に早い）• 複雑化・巧妙化するドライブバイダウンロード攻撃は、データセットの収集自体が非常に困難• D3M では、ドライブバイダウンロード攻撃による一連の攻撃通信およびマルウェア通信データが記録されており、様々な攻撃・マルウェアデータが含まれている
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D3M の概要• データセットの内容
─ 攻撃通信データ▪ 悪性 URL を巡回した際に得られたドライブバイダウンロード攻撃の通信データ

─ マルウェア

▪ ドライブバイダウンロード攻撃によってホスト上にダウンロードされた実行形式のファイル─ マルウェア通信データ取得時期▪ 取得して24時間以内にマルウェアサンドボックス上で実行した際の通信データ▪ マルウェアサンドボックスはインターネットに接続可能（攻撃通信は遮断）

D3M2010 D3M2011 D3M2012

D3M2013

D3M2014

・・・

D3M2014 には、D3M2013, 2012, 2011, 2010 が同梱されている
5年分のデータを解析することで、攻撃の変化傾向がわかる（かも・・・）
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D3M の取得環境• ドライブバイダウンロード攻撃に関連する URL をブラウザへ投入し、自動的に発生する一連の Web 通信、ダウンロードしたマルウェアの通信を収録• 取得手順
1. 独自に収集した悪性 URL リストを Web クライアント型ハニーポット（Marionette）で巡回
2. 検知した URL を直ちに再巡回し、その際の通信データを記録
3. 2. で取得したマルウェア検体を、マルウェアサンドボックス（Botnet Watcher）で解析し、その時の通信データを記録

Web クライアント型ハニーポット（Marionette）
脆弱な環境による攻撃・マルウェアの収集検体

マルウェア
サンドボックス（BotnetWatcher）

マルウェアの通信パターン解析

スイッチ
アクセス
悪性サイト (攻撃サイト)

攻撃通信データ (pcap形式)

アクセス
悪性サイト (C&C)
マルウェア通信データ (pcap形式)
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D3M に含まれる情報• 提供されるデータ形式

─ pcap（ドライブバイダウンロード攻撃通信、マルウェア通信）
─ Binary（マルウェア検体）• 攻撃を行う URL, ドメイン名, IP アドレス

─ ブラックリスト巡回のため、攻撃サイトへの直接アクセス
─ 入口サイトの情報は含まれていない• 難読化された JavaScript• 攻撃コード（HTML, JavaScript, PDF, Jar, …）• マルウェア検体• マルウェア実行時の通信

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研究の観点• どのような観点でデータセットを解析すればよいか？
• トップカンファレンスを調査し、世の中の研究動向を把握する• 学術系カンファレンス─ ACM CCS─ IEEE S&P
─ USENIX Security
─ NDSS─ RAID─ ACSAC─ DIMVA
─ etc.

• 産業系カンファレンス─ Blackhat
─ CanSecWest
─ PacSec─ CODEBLUE
─ etc.

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ドライブバイダウンロード攻撃の対策フェーズ
攻撃側
悪性 Web サイト設置
正規 Web サイト改ざん

クローリング技術

難読化技術
クローキングリダイレクト技術

攻撃検知/解析技術

多様化する脆弱性
ブラウザ・プラグインへの攻撃

悪性コンテンツ収集技術

マルウェア感染マルウェア解析技術

不正行為
防御
対策

対策側

• クローリング技術

─ 悪性サイトの特徴に基づいた効率的な Web 空間探索技術の研究• 攻撃検知／解析技術

─ 多様化する脆弱性やさまざまなブラウザ、プラグインへの攻撃の対策研究• 悪性コンテンツ収集技術

─ Web クライアント型ハニーポットの研究やそれを用いた大規模な実態調査• マルウェア解析技術

─ ドライブバイダウンロードに限らず、広く研究されている
─ BHO 化や MITB などブラウザに寄生するマルウェアの解析
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クローリング技術• WebCop [USENIX LEET 2010] (Microsoft research)─ マルウェア配布URLのリンク・被リンクを辿ることで、マルウェア配布に関わる悪性な入口URLを発見• Structural Neighborhood URL Lookup [SAINT 2011] (NTT SC研)
─ 既知の悪性URLの構造的な近隣を中心に検査することで効率的に未知の悪性URLを発見する方法• PoisonAmplifier [RAID 2012]

─ SEOを行う既知の悪性URLに対して、SEO特有の文字列を抽出してキーワード検索を行うことで、SEOを行う未知の悪性URLを発見する方法• EVILSEED [IEEE S&P 2012] (UCSB)

─ ハイパーリンク、URL構造、SEO、ドメイン登録情報、DNSクエリ情報などを使って未知の悪性URLを発見する方法
─ 上記３論文の手法の合わせ技
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攻撃検知／解析技術 1/2• JavaScript解析

─ JSUnpack（http://jsunpack.jeek.org）
─ JSAND [WWW 2010] (UCSB, Wepawet)▪ JavaScript 関数呼び出しや ActiveX コンポーネントの使用を基に機械学習し、アノマリ検知

─ Prophiler [WWW 2011] (UCSB)▪ HTML や JavaScript、URL を静的解析

─ Revolver [USENIX Security 2013] (UCSB)▪ JavaScript AST のクラスタリング

─ ZOZZLE [USENIX Security 2011] (Microsoft research)▪ JavaScript AST を用いた静的解析

─ ROZZLE [IEEE S&P 2012] (Microsoft research)▪ マルチパス実行によるコードカバレッジ向上

─ Cujo [ACSAC 2010] (TU-Berlin)▪ 静的解析と動的解析による特徴抽出を行い、機械学習による悪性コンテンツ検知

─ ICESHIELD [RAID 2011] (Ruhr-Univ.)▪ JavaScript 関数呼び出しや DOM 挿入といった特徴を基に機械学習による悪性コンテンツ検知
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10攻撃検知／解析技術 2/2• HeapSpray検知

─ NOZZLE [USENIX Security 2007] (Microsoft research)─ Heap Inspector [Blackhat USA 2011]• Flash解析

─ Analyzing and detecting malicious flash advertisements[ACSAC 2009] (UCSB)─ FlashDetect [RAID 2012] (UCSB)• PDF解析─ Detection of Malicious PDF Files Based on HierarchicalDocument Structure [NDSS 2013]• Jar解析─ Jarhead [ACSAC 2012] (UCSB)

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11悪性コンテンツ収集技術• Web クライアント型ハニーポット
─ 高対話型▪ HoneyMonkey [NDSS 2006] (Microsoft research)▪ Argos / Shelia (VU Amsterdam)▪ Capture-HPC (Honeynet project)▪ BLADE [ACM CCS 2010] (Georgia Tech)▪ Marionette [SAINT 2012] (NTT SC 研)

─ 低対話型▪ HoneyC (Honeynet project)▪ Caffeine Monkey [Blackhat 2007]▪ PhoneyC [USENIX LEET 2009] (Honeynet project)▪ Thug (Honeynet project)

─ ハイブリッド型▪ HoneySpider (CERT Polska)
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実態調査
• A Crawler-based Study of Spyware on the Web[NDSS2006] (Washington Univ.)• Know Your Enemy: Malicious Web Servers(http://www.honeynet.org/papers/mws/, 2007) (Honeynetproject)• All Your iFRAMEs Point to Us[USENIX Security 2007] (Google)• Manufacturing Compromise: The Emergence of Exploit-as-aService [ACM CCS2012]

セキュリティにおける理想的な研究開発サイクル
検知手法 ＞ 実態調査 ＞ 検知手法改良 ＞ 実態調査 ＞ ・・・
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MWS の研究動向 1/2• MWS における D3M の研究利用実績は、昨年３倍増
─ ドライブバイダウンロード攻撃に関する研究が多く行われている
D3M が熱い！

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MWS の研究動向 2/2• JavaScript 解析

─ 抽象構文解析木による不正なJavaScriptの特徴点抽出手法の提案[MWS 2011] (セキュアブレイン 神薗ら, MWS2011優秀論文賞)
─ 難読化されたスクリプトにおける特徴的な構文構造のサブツリーマッチングによる同定 [MWS 2011] (奈良先端大 Gregoryら)─ 抽象構文木を用いた Javascript ファイルの分類に関する一検討[MWS 2011] (東大 宮本ら)

• PDF 解析─ 動的解析を利用した難読化JavaScriptコード解析システムの実装と評価[MWS 2010] (セキュアブレイン 神薗ら, MWS2010優秀論文賞)
─ PDF の構造検査による悪性 PDF の検知 [MWS2013] (NISC 大坪ら)

• Exploit kit 解析

─ Drive-by-Download攻撃における通信の定性的特徴とその遷移を捉えた検知方式 [MWS 2013] (NTT データ 北野ら)
─ Exploit kit の特徴を用いた悪性 Web サイトの検知手法[MWS 2013] (NICT 笠間ら)

• リダイレクト解析

─ 検知を目指した不正リダイレクトの分析 [MWS 2010] (富士通研 寺田ら)
─ パスシーケンスに基づく Drive-by-Download 攻撃の分類[MWS 2010] (東海大 桑原ら)

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まとめ
• セキュリティ系の研究用データセットを収集することは非常に難しいが、MWS では様々なデータセットが提供されている• ドライブバイダウンロード攻撃対策研究─ 攻撃検知／解析技術、クローリング技術、マルウェア解析技術、実態調査• MWS において、ドライブバイダウンロード攻撃に関連する研究は増加傾向にある
─ D3M が熱い！

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