Система аналитической обработки событий информационной безопасности

Предлагаемая полезная модель относится к области вычислительной техники, а именно к информационной безопасности (далее по тексту - ИБ), и может быть использована для реализации процесса обнаружения инцидентов информационной безопасности (далее по тексту - ИИБ) в информационных системах (далее по тексту - ИС) с использованием SIEM-систем (от англ. Security Information and Event Management).
Известен аналог «Устройство аудита информационной безопасности в автоматизированных системах» по патенту РФ №180789, МПК G06F 21/55 (2013.01), заявл. 31.10.2017, опубл. 22.06.2018, заключающийся в том, что устройство содержит блок сбора данных о событиях информационной безопасности (далее по тексту - СИБ), блок управления данными, блок анализа СИБ, блок оценки рисков, блок поиска решений, блок анализа решений, блок принятия решений и блок регистрации ИИБ. Блок управления данными содержит модуль нормализации, модуль фильтрации, модуль корреляции и модуль классификации.
Недостатками данного устройства являются:
зависимость процесса функционирования устройства от заранее заданных правил корреляции, позволяющих обнаруживать ИИБ;
неспособность обнаружения распределенных во времени ИИБ, что, в свою очередь, не позволяет оператору своевременно реагировать на возникающие угрозы ИБ.
Известен аналог «Средство обнаружения вторжений уровня узла сети» по патенту РФ №186198, МПК G06F 21/55 (2013.01), заявл. 07.03.2018, опубл. 11.01.2019, заключающийся в том, что средство, выполненное в виде сервера администрирования, на котором установлена группа датчиков, таких как датчик анализа событий, датчик анализа трафика, датчик анализа взаимодействия с операционной системой, датчик активности соединений, контролер целостности файлов. Средство обнаружения вторжения уровня узла сети также содержит блок сбора информации и принятия решений, который соединен с группой датчиков и блоком памяти. Техническим результатом средства обнаружения вторжений является снижение рисков отказов узла сети за счет анализа информации на различных каналах связи.
Недостатками данного аналога являются:
элементы средства должны быть заранее установлены на узле сети;
эффективность процесса функционирования средства находится в прямой зависимости от полноты и точности базы решающих правил, содержащей сигнатуры известных сетевых атак, которая требует постоянного (систематического) обновления;
средство, являясь источником СИБ, не обеспечивает своевременное обнаружение ИИБ, а обнаруживает признаки сетевых атак, которые уже могут эксплуатировать уязвимости ИС.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототипом, является полезная модель «Устройство корреляции событий информационной безопасности», по патенту РФ №166348, МПК G06F 21/55 (2013.01), заявл. 01.08.2016, опубл. 20.11.2016, Бюл. №32. В данном прототипе предложен подход к обнаружению компьютерных атак на ИС с использованием SIEM-систем. Модель прототипа заключается в том, что система содержит приемник СИБ, выход которого соединен с первым входом блока сравнения СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня и с первым входом блока сравнения СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня, выход блока сравнения СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня соединен с входом таймера и со вторым входом блока сравнения СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня, выход блока сравнения СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня соединен с первым входом счетчика СИБ, второй вход которого соединен с первым выходом таймера, а выход с блоком генерации тревоги, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня, третий вход которого соединен со вторым выходом таймера.
Недостатками данного устройства являются:
отсутствие ретроспективного анализа СИБ, распределенных во времени;
невозможность прогнозирования новых ИИБ и их предупреждения.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение вероятности обнаружения ИИБ за счет ретроспективного анализа СИБ, распределенных во времени, а также своевременное предупреждение о возможном наступлении ИИБ за счет прогнозирования его появления.
Предложен новый подход, основанный на создании системы аналитической обработки СИБ, содержащей блок приема СИБ, блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня, блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня, таймер №1, счетчик меток СИБ и блок генерации тревоги. Дополнительно добавлен модуль хранения и присвоения меток СИБ и ИИБ, состоящий из блока хранения меток ИИБ, блока хранения меток СИБ и блока присвоения меток СИБ; модуль сравнения меток СИБ третьего уровня, состоящий из блока буферизации текущих меток СИБ, блока подсчета вероятности наступления ИИБ и блока задержки меток СИБ; блок предупреждения тревоги, который совместно с блоком генерации тревоги образует модуль оповещения; модуль взаимодействия со специалистом по ИБ, состоящий из блока интерфейса и блока обновления меток ИИБ; таймер №2 и блок прогнозирования ИИБ.
Технический результат достигается тем, что выход блока приема СИБ соединен с входом блока присвоения меток СИБ, который взаимодействует с блоком хранения меток СИБ. Первый выход блока присвоения меток СИБ соединен с первым входом блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня, взаимодействующего с блоком хранения меток ИИБ и блоком задержки меток СИБ, взаимосвязанным с таймером №2 и блоком подсчета вероятности наступления ИИБ, который взаимодействует с блоком хранения меток ИИБ и блоком буферизации текущих меток СИБ. Второй выход блока присвоения меток СИБ соединен с первым входом блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня, взаимодействующего с блоком хранения меток ИИБ и блоком задержки меток СИБ. Первый выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня соединен с первым входом таймера №1 и со вторым входом блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня. Второй выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня соединен с первым входом блока прогнозирования ИИБ. Первый выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня соединен с первым входом счетчика меток СИБ. Второй выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня соединен с первым входом блока буферизации текущих меток СИБ. Третий выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня соединен со вторым входом блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня. Первый выход таймера №1 соединен со вторым входом счетчика меток СИБ и со вторым входом блока буферизации текущих меток СИБ, а второй выход таймера №1 соединен с третьим входом блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня. Выход счетчика меток СИБ соединен с первым входом блока генерации тревоги, первый выход которого соединен с четвертым входом блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня. Первый выход блока задержки меток СИБ соединен с входом блока предупреждения тревоги, а второй выход соединен со вторым входом блока генерации тревоги. Выход блока предупреждения тревоги соединен с первым входом блока интерфейса и со вторым входом блока прогнозирования ИИБ, выход которого соединен с третьим входом блока интерфейса. Второй выход блока генерации тревоги соединен со вторым входом блока интерфейса, первый выход которого соединен с входом блока обновления меток ИИБ. Выход блока обновления меток ИИБ соединен с входом блока хранения меток ИИБ. Второй выход блока интерфейса соединен со вторым входом таймера №1 и с входом таймера №2.
Техническим результатом полезной модели является повышение вероятности обнаружения ИИБ в ИС, что в свою очередь приводит к повышению ее безопасности.
Поставленная цель достигается путем создания модуля хранения и присвоения меток СИБ и ИИБ, позволяющего аппроксимировать поступающие СИБ в соответствующие метки; модуля сравнения меток СИБ третьего уровня, позволяющего буферизировать и задерживать цепочки меток СИБ, поступающие от блоков сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого и второго уровней, на основе расчета значения показателя вероятности наступления ИИБ; модуля оповещения, позволяющего производить предупреждение о возможном ИИБ на основе расчета значения показателя вероятности его наступления; блока прогнозирования ИИБ, позволяющего определять новый ИИБ посредством проведения анализа незавершенных цепочек меток СИБ, поступающих из модуля оповещения, и меток СИБ, не отвечающих правилам директивы корреляции первого и второго уровней, а также поступающих от блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня; модуля взаимодействия со специалистом по ИБ, позволяющего отображать результаты функционирования системы аналитической обработки СИБ, на основе которых специалист по ИБ осуществляет ее обучение и принимает решение о состоянии контролируемой ИС; таймера №2, позволяющего задавать и учитывать значения временных интервалов задержки цепочек меток СИБ в модуле сравнения меток СИБ 3-го уровня.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых показаны:
фиг. 1 - блок-схема системы аналитической обработки СИБ;
фиг. 2 - форма таблицы хранения меток ИИБ;
фиг. 3 - форма таблицы хранения меток СИБ;
фиг. 4 - форма таблицы хранения цепочек меток СИБ.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (Фиг. 1) «Блок-схема системы аналитической обработки СИБ», на котором изображены модули и блоки: блок приема СИБ (1); модуль хранения и присвоения меток СИБ и ИИБ (2), который включает в себя блок хранения меток ИИБ (2.1), блок хранения меток СИБ (2.2) и блок присвоения меток СИБ (2.3); блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3); блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4); таймер №1 (5); модуль сравнения меток СИБ третьего уровня (6), состоящий из блока буферизации текущих меток СИБ (6.1), блока подсчета вероятности наступления ИИБ (6.2) и блока задержки меток СИБ (6.3); счетчик меток СИБ (7); модуль оповещения (8), состоящий из блока предупреждения тревоги (8.1) и блока генерации тревоги (8.2); модуль взаимодействия со специалистом по ИБ (9), состоящий из блока интерфейса (9.1) и блока обновления меток ИИБ (9.2); таймер №2 (10); блок прогнозирования ИИБ (11).
Система аналитической обработки СИБ функционирует следующим образом:
Оператор посредством блока интерфейса (9.1) устанавливает параметры работы системы:
временные - в таймере №1 (5) и таймере №2 (10), определяющие выделенные временные интервалы, затрачиваемые на обработку ИИБ;
количественные - в счетчике меток СИБ (7), определяющие максимальное количество меток СИБ, возникающих за выделенный временной интервал; в блоке подсчета вероятности наступления ИИБ (6.2), определяющие значения показателя вероятности наступления ИИБ, исходя из которых, во взаимодействии с блоком хранения меток ИИБ (2.1), система аналитической обработки СИБ осуществляет перемещение цепочки меток СИБ из блока буферизации текущих меток СИБ (6.1) в блок задержки меток СИБ (6.3), предупреждение тревоги, либо генерацию тревоги посредством модуля оповещения (8);
качественные - в блоках сравнения меток СИБ с правилами директивы корреляции первого (3) и второго уровней (4), определяющие правила обработки поступающих меток СИБ;
комбинированные - в блоке хранения меток ИИБ (2.1) в виде таблицы хранения меток ИИБ (фиг. 2) и в блоке хранения меток СИБ (2.2) в виде таблицы хранения меток СИБ (фиг. 3), определяющие вид меток ИИБ и СИБ.
Далее СИБ поступает в блок приема СИБ (1) и передается на вход блока присвоения меток ИИБ (2.3) модуля хранения и присвоения меток СИБ и ИИБ (2), в котором данному СИБ посредством взаимодействия с блоком хранения меток СИБ (2.2) присваивается уникальная метка. Причем, в случае если поступившее СИБ содержится в блоке хранения меток СИБ (2.2), то ему присваивается заданная метка из таблицы хранения меток СИБ (фиг. 3). В противном случае, поступившему СИБ присваивается очередной номер метки СИБ из таблицы хранения меток СИБ (фиг. 3). Затем блок присвоения меток СИБ (2.3) передает текущую метку СИБ на первый вход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) для проверки ее по правилу директивы корреляции первого уровня.
Блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) во взаимодействии с блоком хранения меток ИИБ (2.1) проверяет соответствие значения текущей метки СИБ значениям первых элементов меток ИИБ, хранящихся в таблице хранения меток ИИБ (фиг. 2), посредством перебора значений всех первых элементов меток ИИБ на основе заданного правила директивы корреляции первого уровня.
В случае если значение текущей метки СИБ не удовлетворяет правилу директивы корреляции первого уровня, то блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) передает текущую метку СИБ в блок задержки меток СИБ (6.3), который во взаимодействии с блоком подсчета вероятности наступления ИИБ (6.2) и блоком хранения меток ИИБ (2.1) проверяет соответствие значения текущей метки СИБ значениям последующих элементов задержанных цепочек меток СИБ, хранящихся в таблице хранения цепочек меток СИБ (фиг. 4) блока задержки меток СИБ (6.3), посредством перебора всех последующих элементов меток ИИБ, хранящихся в таблице хранения меток ИИБ (фиг. 2) блока хранения меток ИИБ (2.1).
В случае если текущая метка СИБ не является первым элементом меток ИИБ, хранящихся в таблице хранения меток ИИБ (фиг. 2), и последующим элементом задержанных цепочек меток СИБ, хранящихся в таблице хранения цепочек меток СИБ (фиг. 4) блока задержки меток СИБ (6.3), то блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) через свой второй выход передает текущую метку СИБ на первый вход блока прогнозирования ИИБ (11) для дальнейшего ее анализа с целью определения нового ИИБ.
При условии, когда текущая метка СИБ является последующим элементом задержанных цепочек меток СИБ, хранящихся в таблице хранения цепочек меток СИБ (фиг. 4) блока задержки меток СИБ (6.3), взаимодействующего с таймером №2(10), то на основе значений временных интервалов задержки цепочек меток СИБ осуществляется изменение очередности обработки задержанных цепочек меток СИБ и подсчет значения показателя вероятности наступления ИИБ по цепочкам меток СИБ, в которые занесена текущая метка СИБ.
При условии, что значение текущей метки СИБ удовлетворяет правилу директивы корреляции первого уровня, то через первый выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) на второй вход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4) и первый вход таймера №1 (5) поступает сигнал, разрешающий запись последующих меток СИБ в блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4) и запускающий таймер №1 (5). При этом блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) перестает обрабатывать последующие метки СИБ до поступления разрешающего сигнала на его второй, третий или четвертый входы.
При отсутствии на втором, третьем или четвертом входах блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) разрешающего сигнала все последующие метки СИБ через второй выход блока присвоения меток СИБ (2.3) направляются на первый вход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4), который во взаимодействии с блоком хранения меток ИИБ (2.1) проверяет соответствие значения текущей метки СИБ значениям последующих элементов меток ИИБ, хранящихся в таблице хранения меток ИИБ (фиг. 2) блока хранения меток ИИБ (2.1), посредством перебора всех последующих элементов меток ИИБ на основе заданного правила директивы корреляции второго уровня.
В случае если значение текущей метки СИБ не удовлетворяет правилу директивы корреляции второго уровня, то блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4) передает текущую метку СИБ в блок задержки меток СИБ (6.3).
В случае если значение текущей метки СИБ не является последующим элементом меток ИИБ, хранящихся в таблице хранения меток ИИБ (фиг.2) блока хранения меток ИИБ (2.1), и последующим элементом задержанных цепочек меток СИБ, хранящихся в таблице хранения цепочек меток СИБ (фиг. 4) блока задержки меток СИБ (6.3), то блок сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4) через свой третий выход на второй вход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) передает текущую метку СИБ и сигнал, разрешающий блоку сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) обрабатывать последующие метки СИБ.
В случае если значение текущей метки СИБ не удовлетворяет правилу директивы корреляции первого уровня, то повторная проверка соответствия значения текущей метки СИБ значениям последующих элементов задержанных цепочек меток СИБ, хранящихся в таблице хранения цепочек меток СИБ (фиг. 4) блока задержки меток СИБ (6.3), не производится.
Текущие метки СИБ, удовлетворяющие правилам директивы корреляции первого и второго уровней, через второй выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4) передаются на первый вход блока буферизации текущих меток СИБ (6.1) модуля сравнения меток СИБ третьего уровня (6) для их хранения и подсчета значения показателя вероятности наступления ИИБ посредством функционирования блока подсчета вероятности наступления ИИБ (6.2).
В случае если значение текущей метки СИБ удовлетворяет правилу директивы корреляции второго уровня, то через первый выход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции второго уровня (4) на первый вход счетчика меток СИБ (7) подается сигнал, запускающий начало подсчета меток СИБ. При достижении максимального количества меток СИБ за выделенный временной интервал через выход счетчика меток СИБ (7) на первый вход блока генерации тревоги (8.2) модуля оповещения (8) подается сигнал о компьютерной атаке на ИС, который через первый и второй выходы блока генерации тревоги (8.2) передается на четвертый вход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) для его запуска и на второй вход блока интерфейса (9.1) для принятия решения о состоянии контролируемой ИС.
Причем счетчик меток СИБ (7) и блок буферизации текущих меток СИБ (6.1) обнуляются сигналом, поступающим на их вторые входы от первого выхода таймера №1 (5), при истечении временных интервалов, выделенных на обработку ИИБ, и при поступлении на первый вход таймера №1 (5) от первого выхода блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) сигнала, запускающего его.
Кроме того, при истечении временных интервалов, выделенных на обработку ИИБ, таймер №1 (5) через свой второй выход на третий вход блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3) передает сигнал, разрешающий ему обрабатывать последующие метки СИБ.
Блок подсчета вероятности наступления ИИБ (6.2) во взаимодействии с блоком хранения меток ИИБ (2.1), блоком буферизации текущих меток СИБ (6.1) и блоком задержки меток СИБ (6.3) обеспечивает подсчет значений показателя вероятности наступления ИИБ, в результате которого при достижении заданных количественных параметров работы системы аналитической обработки СИБ осуществляется перемещение цепочки меток СИБ из блока буферизации текущих меток СИБ (6.1) в блок задержки меток СИБ (6.3), который через свой первый и второй выходы на вход блока предупреждения тревоги (8.1) и на второй вход блока генерации тревоги (8.2) передает сигналы, формирующие предупреждение и генерацию тревоги об обнаружении ИИБ.
Далее блок предупреждения тревоги (8.1) через свой выход на первый вход блока интерфейса (9.1) и второй вход блока прогнозирования ИИБ (11) передает, незавершенную цепочку меток СИБ, по которой достигнуто заданное значение показателя вероятности наступления ИИБ, и сигнал предупреждения тревоги.
Блок прогнозирования ИИБ (11) осуществляет анализ незавершенных цепочек меток СИБ, поступающих от модуля оповещения (8), и меток СИБ, не отвечающих правилам директивы корреляции первого и второго уровней, а также поступающих от второго выхода блока сравнения меток СИБ с правилом директивы корреляции первого уровня (3). Результаты анализа через выход блока прогнозирования (11) передаются на третий вход блока интерфейса (9.1).
Оператор на основе результатов функционирования блока прогнозирования ИИБ (11) и сигналов, поступающих от модуля оповещения (8), посредством блока интерфейса (9.1) приминает решение о состоянии контролируемой ИС и обнаружении нового ИИБ, который через блок обновления меток ИИБ (9.2) поступает на вход блока хранения меток ИИБ (2.1) с последующим обновлением таблицы хранения меток ИИБ (фиг. 2), тем самым осуществляя обучение системы аналитической обработки СИБ.
Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленной полезной модели обеспечивается повышение вероятности обнаружения ИИБ за счет ретроспективного анализа СИБ, распределенных во времени, а также своевременное предупреждение о возможном наступлении ИИБ за счет прогнозирования его появления.
Система аналитической обработки СИБ является промышленно применимой, так как она может быть реализована в устройствах обеспечения ИБ и может быть использована для обнаружения и идентификации ИИБ в режиме реального времени.