論文の概要: Tracing the Chain: Deep Learning for Stepping-Stone Intrusion Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.08800v1
- Date: Thu, 09 Apr 2026 22:26:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-13 17:57:53.597104
- Title: Tracing the Chain: Deep Learning for Stepping-Stone Intrusion Detection
- Title(参考訳): チェーンの追跡:ステッピング音の侵入検出のためのディープラーニング
- Authors: Nate Mathews, Nicholas Hopper, Matthew Wright,
- Abstract要約: ステッピングストーン侵入(SSI)は一般的なネットワーク回避手法である。
効果的なSSI検出には、各リレーホストの入出力フローを極めて低い偽陽性率で関連付ける必要がある。
ESPRESSOは、トランスフォーマーベースの特徴抽出ネットワーク、タイムアラインな多チャンネル間隔特徴、オンライントリプレットメトリック学習を組み合わせたフロー相関モデルである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.981257687111937
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Stepping-stone intrusions (SSIs) are a prevalent network evasion technique in which attackers route sessions through chains of compromised intermediate hosts to obscure their origin. Effective SSI detection requires correlating the incoming and outgoing flows at each relay host at extremely low false positive rates -- a stringent requirement that renders classical statistical methods inadequate in operational settings. We apply ESPRESSO, a deep learning flow correlation model combining a transformer-based feature extraction network, time-aligned multi-channel interval features, and online triplet metric learning, to the problem of stepping-stone intrusion detection. To support training and evaluation, we develop a synthetic data collection tool that generates realistic stepping-stone traffic across five tunneling protocols: SSH, SOCAT, ICMP, DNS, and mixed multi-protocol chains. Across all five protocols and in both host-mode and network-mode detection scenarios, ESPRESSO substantially outperforms the state-of-the-art DeepCoFFEA baseline, achieving a true positive rate exceeding 0.99 at a false positive rate of $10^{-3}$ for standard bursty protocols in network-mode. We further demonstrate chain length prediction as a tool for distinguishing malicious from benign pivoting, and conduct a systematic robustness analysis revealing that timing-based perturbations are the primary vulnerability of correlation-based stepping-stone detectors.
- Abstract(参考訳): ステッピングストーン侵入(英: Stepping-stone Intrusion、SSI)は、攻撃者が侵入された中間ホストの連鎖を通じてセッションをルーティングし、その起源を隠蔽するネットワーク回避手法である。
効果的なSSI検出には、各リレーホストの入出力フローを極めて低い偽陽性率で関連付ける必要がある。
本研究では,変圧器をベースとした特徴抽出ネットワークと時間整列多チャンネル間隔特徴とオンライン三重項距離学習を組み合わせたディープラーニングフロー相関モデルESPRESSOを,ステップストーン侵入検出の問題に適用する。
トレーニングと評価を支援するため,SSH, SOCAT, ICMP, DNS, 混合マルチプロトコルチェーンの5つのトンネリングプロトコルにまたがるリアルなステップストーントラフィックを生成する合成データ収集ツールを開発した。
ESPRESSOは5つのプロトコルすべてとホストモードとネットワークモードの両方の検出シナリオにおいて、最先端のDeepCoFFEAベースラインを大幅に上回り、ネットワークモードの標準バーストプロトコルに対して10〜3ドルの偽陽性率で0.99を超える真の正の率を達成する。
さらに, チェーン長予測は, 悪質なピボットと悪質なピボットを区別するためのツールとして, タイミングに基づく摂動が相関に基づくステップストーン検出器の主要な脆弱性であることを示す系統的ロバストネス解析を行う。
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