Optimisation de la réponse aux menaces basée sur les coûts dans des systèmes pour la Sécurité de l'Information et la Gestion des Evénements (SIEMs)

Current Security Information and Event Management systems (SIEMs) constitute the central platform of modern security operating centers. They gather events from various sensors (intrusion detection systems, anti-virus, firewalls, etc.), correlate these events, and deliver synthetic views for threat handling and security reporting. Research in SIEM technologies has traditionally focused on providing a comprehensive interpretation of threats, in particular to evaluate their importance and prioritize responses accordingly. However, in many cases, threat responses still require humans to carry out the analysis and decision tasks e.g., understanding the threats, defining the appropriate countermeasures and deploying them. This is a slow and costly process, requiring a high level of expertise, and remaining error-prone nonetheless. Thus, recent research in SIEM technology has focused on the ability to automate the process of selecting and deploying countermeasures. Several authors have proposed automatic response mechanisms, such as the adaptation of security policies, to overcome the limitations of static or manual response. Although these approaches improve the reaction process (making it faster and/or more efficient), they remain limited since these solutions do not analyze the impact of the countermeasures selected to mitigate the attacks. In this thesis, we propose a novel and systematic process to select the optimal countermeasure from a pool of candidates, by ranking them based on a trade-off between their efficiency in stopping the attack and their ability to preserve, at the same time, the best service to normal users. In addition, we propose a model to represent graphically attacks and countermeasures, so as to determine the volume of each element in a scenario of multiple attacks. The coordinates of each element are derived from a URI. This latter is mainly composed of three axes: user, channel, and resource. We use the CARVER methodology to give an appropriate weight to each element composing the axes in our coordinate system. This approach allows us to connect the volumes with the risks (i.e. big volumes are equivalent to high risk, whereas small volumes are equivalent to low risk). Two concepts are considered while comparing two or more risk volumes: Residual risk, which results when the risk volume is higher than the countermeasure volume; and Collateral damage, which results when the countermeasure volume is higher than the risk volume. As a result, we are able to evaluate countermeasures for single and multiple attack scenarios, making it possible to select the countermeasure or group of countermeasures that provides the highest benefit to the organizationLes SIEMs (systèmes pour la Sécurité de l'Information et la Gestion des Evénements) sont le cœur des centres opérationnels de sécurité actuels. Les SIEMs corrèlent les événements en provenance de différents capteurs (anti-virus, pare-feux, systèmes de détection d'intrusion, etc), et offrent des vues synthétiques pour la gestion des menaces ainsi que des rapports de sécurité. La recherche dans les technologies SIEM a toujours mis l'accent sur la fourniture d'une interprétation complète des menaces, en particulier pour évaluer leur importance et hiérarchiser les réponses. Toutefois, dans de nombreux cas, la réponse des menaces a encore besoin de l'homme pour mener l'analyse et aboutir à la prise de décisions, p.ex. compréhension des menaces, définition des contremesures appropriées ainsi que leur déploiement. Il s'agit d'un processus lent et coûteux, nécessitant un haut niveau d'expertise, qui reste néanmoins sujet à erreurs. Ainsi, des recherches récentes sur les SIEMs ont mis l'accent sur l'importance et la capacité d'automatiser le processus de sélection et le déploiement des contremesures. Certains auteurs ont proposé des mécanismes automatiques de réponse, comme l'adaptation des politiques de sécurité pour dépasser les limites de réponses statiques ou manuelles. Bien que ces approches améliorent le processus de réaction (en le rendant plus rapide et/ou plus efficace), ils restent limités car ces solutions n'analysent pas l'impact des contremesures choisies pour atténuer les attaques. Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle approche systématique qui sélectionne la contremesure optimale au travers d'un ensemble de candidats, classés sur la base d'une comparaison entre leur efficacité à arrêter l'attaque et leur capacité à préserver, simultanément, le meilleur service aux utilisateurs légitimes. Nous proposons également un modèle pour représenter graphiquement les attaques et les contre-mesures, afin de déterminer le volume de chaque élément dans un scénario de multiples attaques. Les coordonnées de chaque élément sont dérivés d'un URI . Ce dernier est composé principalement de trois axes : l’utilisateur, le canal et le ressource. Nous utilisons la méthodologie CARVER pour donner un poids approprié à chaque élément composant les axes de notre système de coordonnées. Cette approche nous permet de connecter les volumes avec les risques (p.ex. des grands volumes sont équivalents à des risques élevés, tandis que des petits volumes sont équivalents à des risques faibles). Deux concepts sont considérés en comparant deux ou plusieurs volumes de risques: le risque résiduel, qui résulte lorsque le volume du risque est plus élevé que le volume de la contre-mesure, et le dommage collatéral, qui en résulte lorsque le volume de la contre-mesure est supérieur au volume du risque. En conséquence, nous sommes en mesure d'évaluer les contre-mesures pour des scénarios d'attaques individuelles et multiples, ce qui permet de sélectionner la contre-mesure ou groupe de contre-mesures qui fournit le plus grand bénéfice à l'organisatio