앙상블 학습의 부스팅 방법을 이용한 악의적인 내부자 탐지 기법
Malicious Insider Detection Using Boosting Ensemble Methods
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초록
최근 클라우드 및 원격 근무 환경의 비중이 증가함에 따라 다양한 정보보안 사고들이 발생하고 있다. 조직의 내부자가 원격 접속으로 기밀 자료에 접근하여 유출을 시도하는 사례가 발생하는 등 내부자 위협이 주요 이슈로 떠오르게 되었다. 이에 따라 내부자 위협을 탐지하기 위해 기계학습 기반의 방법들이 제안되고 있다. 하지만, 기존의 내부자 위협을 탐지하는 기계학습 기반의 방법들은 편향 및 분산 문제와 같이 예측 정확도와 관련된 중요한 요소를 고려하지 않았으며 이에 따라 제한된 성능을 보인다는 한계가 있다. 본 논문에서는 편향 및 분산을 고려하는 부스팅 유형의 앙상블 학습 알고리즘들을 사용하여 악의적인 내부자 탐지 성능을 확인하고 이에 대한 면밀한 분석을 수행하며, 데이터셋의 불균형까지도 고려하여 최종 결과를 판단한다. 앙상블 학습을 이용한 실험을 통해 기존의 단일 학습 모델에 기반한 방법에서 나아가, 편향-분산 트레이드오프를 함께 고려하며 유사하거나 보다 높은 정확도를 달성함을 보인다. 실험 결과에 따르면 배깅과 부스팅 방법을 사용한 앙상블 학습은 98% 이상의 정확도를 보였고, 이는 사용된 단일 학습 모델의 평균 정확도와 비교하면 악의적인 내부자 탐지 성능을 5.62% 향상시킨다.
Abstract
Due to the increasing proportion of cloud and remote working environments, various information security incidents are occurring. Insider threats have emerged as a major issue, with cases in which corporate insiders attempting to leak confidential data by accessing it remotely. In response, insider threat detection approaches based on machine learning have been developed. However, existing machine learning methods used to detect insider threats do not take biases and variances into account, which leads to limited performance. In this paper, boosting-type ensemble learning algorithms are applied to verify the performance of malicious insider detection, conduct a close analysis, and even consider the imbalance in datasets to determine the final result. Through experiments, we show that using ensemble learning achieves similar or higher accuracy to other existing malicious insider detection approaches while considering bias-variance tradeoff. The experimental results show that ensemble learning using bagging and boosting methods reached an accuracy of over 98%, which improves malicious insider detection performance by 5.62% compared to the average accuracy of single learning models used.
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