Topluluk Sınıflandırma Yöntemleri ve PCA Kullanarak Zararlı Url Tespiti

Köksal K., Doğan B., Altıkardeş Z. A.

Veri Bilimi, cilt.4, sa.3, ss.113-122, 2021 (Hakemli Dergi)

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Cilt numarası: 4 Sayı: 3
  • Basım Tarihi: 2021
  • Dergi Adı: Veri Bilimi
  • Derginin Tarandığı İndeksler: Asos İndeks, Other Indexes
  • Sayfa Sayıları: ss.113-122
  • Marmara Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Teknolojinin gelişmesi ve internet kullanıcı sayısındaki artışla orantılı olarak siber suçlarda da artış gözlemlenmiştir. Birçok farklı siber saldırı tekniği bulunmaktadır. Bu saldırı tekniklerinden biri olan kötü amaçlı web siteleri, siber saldırılar ve dolandırıcılık olaylarında önemli rol oynamaktadır. İnternette masum görünen bir bağlantıya tıklamak veya e-posta ve mesaj yoluyla gönderilen bir web sayfasını ziyaret etmek arka planda kimlik avı kampanyalarının başlatılmasına, kötü amaçlı yazılımların, casus yazılımların, fidye yazılımların indirilmesine ve ciddi parasal kayıplar oluşmasına yol açar. Dolayısıyla bu tehditlerin etkin bir şekilde tespit edilmesi ve önlenmesi bireyler, kurumlar ve hükümetler için oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. Kara listeye dayalı yöntemler, kötü amaçlı URL'leri tanımlamak için kullanılan standart yöntemlerden biridir. Ancak kara listeler hiçbir zaman kapsamlı değildir ve yeni oluşturulan URL'leri algılama yeteneğinden yoksundur. Kara listeye dayalı yöntemlerin mevcut ihtiyacı ve eksiklikleri de göz önünde bulundurularak bu çalışmada toplulukla öğrenme yöntemleri kullanılarak bir sınıflandırma yaklaşımı önerilmiştir. Çalışmada iyi huylu ve kötü huylu URL’lerden elde edilmiş 79 sözcüksel özellik içeren Kanada Siber Güvenlik Enstitüsü'nün URL veriseti (ISCX-URL-2016) üzerinde çalışılmıştır. Verisetinde benign, spam, phishing, malware ve defacement olmak üzere beş farklı URL türü bulunmaktadır. Toplam 7781 iyi huylu ve 28.917 tane zararlı URL kaydı üzerinde zararlı, zararsız etiketleri kullanılarak ikili sınıflandırma işlemi ve beş farklı etiket bilgisi kullanılarak çoklu sınıflandırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Makine öğrenmesi yöntemlerinden Rastgele Orman algoritması uygulanan yöntemin başarısının sınanması için 10-katlamalı çapraz doğrulama (10-fold cross validation) ile birlikte kullanılmıştır ve 10 temel bileşen kullanılarak ikili sınıflandırma problemi için ortalama %99.42, çoklu sınıflandırma problemi için ortalama %95.68 doğruluk değeri elde edilmiştir. Böylece her gün yeni web sitelerinin katıldığı bu dinamik internet ağını kötü niyetli tasarlanmış web sitelerinden korumaya yönelik yüksek başarım oranına sahip bir model önerisi sunulmuştur. 

In parallel with the development of technology and the increase in the number of internet users, an increase in cybercrime has been observed. There are many different cyberattack techniques. Malicious websites, one of these attack techniques, play an important role in cyberattacks and fraud events. Clicking on an innocent-looking link on the Internet or visiting a web page sent via email or text will result in phishing campaigns being launched in the background, downloading malware, spyware, ransomware, and serious monetary losses. Therefore, effective detection and prevention of these threats has become a very important issue for individuals, institutions and governments. Blacklist-based methods are one of the standard methods used to identify malicious URLs. However, blacklists are never comprehensive and lack the ability to detect newly created URLs. Considering the current needs and deficiencies of blacklist-based methods, a machine learning based classification approach was used in this study to combat malicious URLs. In the study, the URL data set of the Canadian Cyber Security Institute (ISCX-URL-2016) was studied, which contains 79 lexical features obtained from benign and malignant URLs. There are five different URL types in the dataset: benign, spam, phishing, malware and defacement. A binary classification process using harmless, malicious labels and a multi-classification process using five different labels information was performed on a total of 7781 benign, harmless and 28,917 malicious URL records. Random Forest algorithm, one of the machine learning methods, used together with 10-fold cross validation to validate the success of the applied method, and an average accuracy value of 99.42% for the binary classification problem and 95.68% for the multiple classification problem was obtained. Thus, a model proposal with a high-performance rate is presented to protect this dynamic internet network, where new websites are added every day, from maliciously designed websites.