論文の概要: Practical Fixed-Parameter Algorithms for Defending Active Directory Style Attack Graphs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.13175v1
• Date: Sat, 25 Dec 2021 02:51:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-12-28 17:38:18.570034
• Title: Practical Fixed-Parameter Algorithms for Defending Active Directory Style Attack Graphs
• Title（参考訳）: アクティブディレクトリスタイルアタックグラフの実用的固定パラメータアルゴリズム
• Authors: Mingyu Guo, Jialiang Li, Aneta Neumann, Frank Neumann, Hung Nguyen
• Abstract要約: 本稿では,Active Directoryスタイルのアタックグラフに対する最短経路エッジ断面積問題について検討する。 この問題は、1人のディフェンダーと1人のアタッカーの間のスタックルバーグゲームとして定式化されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.172256325612333
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Active Directory is the default security management system for Windows domain networks. We study the shortest path edge interdiction problem for defending Active Directory style attack graphs. The problem is formulated as a Stackelberg game between one defender and one attacker. The attack graph contains one destination node and multiple entry nodes. The attacker's entry node is chosen by nature. The defender chooses to block a set of edges limited by his budget. The attacker then picks the shortest unblocked attack path. The defender aims to maximize the expected shortest path length for the attacker, where the expectation is taken over entry nodes. We observe that practical Active Directory attack graphs have small maximum attack path lengths and are structurally close to trees. We first show that even if the maximum attack path length is a constant, the problem is still $W[1]$-hard with respect to the defender's budget. Having a small maximum attack path length and a small budget is not enough to design fixed-parameter algorithms. If we further assume that the number of entry nodes is small, then we derive a fixed-parameter tractable algorithm. We then propose two other fixed-parameter algorithms by exploiting the tree-like features. One is based on tree decomposition and requires a small tree width. The other assumes a small number of splitting nodes (nodes with multiple out-going edges). Finally, the last algorithm is converted into a graph convolutional neural network based heuristic, which scales to larger graphs with more splitting nodes.
• Abstract（参考訳）: Active DirectoryはWindowsドメインネットワークのデフォルトのセキュリティ管理システムである。 アクティブディレクトリスタイルの攻撃グラフを防御するための最短経路エッジ断続問題について検討する。 この問題は、1人のディフェンダーと1人のアタッカーの間のスタックルバーグゲームとして定式化されている。 攻撃グラフは、1つの宛先ノードと複数のエントリノードを含む。 攻撃者の入力ノードは自然に選択される。 ディフェンダーは、予算によって制限された一連のエッジをブロックすることを選ぶ。 攻撃者は最短の非ブロック攻撃経路を選択する。 ディフェンダーは攻撃者にとって期待される最短経路長を最大化することを目指している。 実用的なアクティブディレクトリアタックグラフは攻撃経路の長さが最大で、構造的には木に近い。 まず,最大攻撃経路長が一定であっても,ディフェンダーの予算に関して,問題は依然として$w[1]$-hardであることを示す。 攻撃経路の最大長と予算が小さいため、固定パラメータアルゴリズムを設計するには不十分である。 さらに、エントリノードの数が小さいと仮定すると、固定パラメータ抽出可能なアルゴリズムが導出される。 次に、木のような特徴を活用し、他の2つの固定パラメータアルゴリズムを提案する。 1つは木の分解に基づいており、木幅が小さい。 もう一方は、少数の分割ノード(複数の外部エッジを持つノード)を仮定する。 最後に、最後のアルゴリズムは、より分割されたノードを持つ大きなグラフにスケールする、グラフ畳み込みニューラルネットワークに基づくヒューリスティックに変換される。

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