네트워크 침입 탐지 시스템을 위한 효율적인 정규표현식 패턴 매칭 프로세서 구조

서병석; 김은원

doi:10.5573/ieie.2022.59.9.121

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자료유형: 학술저널

저자정보: 서병석 (상지대학교) 김은원 (대림대학교)

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지 전자공학회논문지 제59권 제9호(통권 제538호)

발행연도: 2022.9

수록면: 121 - 126 (6page)

DOI: 10.5573/ieie.2022.59.9.121

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인터넷 사용이 급격히 증가하면서 네트워크 침입 탐지 시스템(NIDS)이 널리 사용되고 있으며, 고성능의 실시간 처리가 필요한 경우에 하드웨어 기반 패턴 매칭이 사용된다. 패턴이 업데이트될 때마다 재합성해야 하는 하드웨어 기반 방식의 문제점을 해결하기 위해 프로세서 기반의 패턴 매칭 프로세서인 ReCPU, SMPU, REMP가 제안되었다. 그러나 이 프로세서 기반 패턴 매칭프로세서들은 정규표현식의 반복 연산을 비효율적으로 처리한다. 본 논문에서는 ReCPU, SMPU의 비효율적인 반복 연산을 개선하기 위해 REMP에 새로운 명령어를 추가하고 반복 연산 카운터 로직 블록을 추가하여 효율적인 반복 연산이 가능한 정규표현식 매칭 프로세서 구조를 제안한다. 특히 짧은 서브 패턴을 OR(|) 명령어의 반복 연산으로 처리하는 비효율적인 방법을 개선하여 단일 명령어로 처리할 수 있도록 하였다. 제안하는 정규표현식 패턴 매칭 프로세서는 Verilog로 설계하고 Intel Stratix IV FPGA로 합성하여 동작을 검증하였다.

#Network intrusion detection system #Regular expression #Pattern matching #Special-purpose processor

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Dong-Hoon Kim and Insoo Sohn, “Survey on Network Intrusion Detection”, Journal of The Institute of Electronics and Information Engineers, Vol. 56, No. 8, pp. 773-782, Aug. 2019.

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B. L. Hutchings, R.Franklin, and D. Carver, “Assisting network intrusion detection with reconfigurable hardware”, in IEEE Symp. Field-Programmable Custom Computing Machines (FCCM’02), 2002.

C.-H. Lin, C.-T. Huang, C.-P. Jiang, and S.-C. Chang, “Optimization of regular expression pattern matching circuits on FPGA”, in Proc conf. Design, Automation and Test in Europe (DATE'06), 2006.

B.C. Brodie, D.E. Taylor, and R.K. Cytron, “A scalable architecture for high-throughput regular-expression pattern matching”, Comput. Architecture News, Vol. 34, No. 2, 2006.

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