Ingenieurs van de Universiteit van Zuid-Florida hebben een nieuw type cyberbeveiligingssoftware ontwikkeld die het menselijke immuunsysteem nabootst.

Het is een concept dat steeds meer wordt onderzocht door onderzoekers op verschillende gebieden:wat doet het menselijk lichaam goed en hoe kunnen we die mechanismen aanpassen om technologie of technische systemen te verbeteren?

Onderzoekers van het USF Department of Electrical Engineering keken naar het menselijk immuunsysteem als een model voor inbraakdetectie in draadloze sensornetwerken. De concepten zijn even goed van toepassing op hoogwaardige financiële of militaire missiekritieke netwerken die al dan niet draadloos zijn. Het onderzoek is gepubliceerd in Procedia Informatica en heeft zeer veelbelovende resultaten laten zien bij het testen.

"Het is heel logisch om deze softwaresystemen te ontwikkelen op basis van menselijke systemen, " zei Salvatore Morgera, doctoraat, een USF-hoogleraar elektrotechniek en hoofdonderzoeker van het project. "Ons immuunsysteem is erg goed in het beschermen van ons - dus we wilden die mechanismen gebruiken en aanpassen voor cyberbeveiliging."

In zijn eenvoudigste vorm, het menselijke immuunsysteem beschermt het lichaam tegen ziekteverwekkers, zoals ziektekiemen, virussen en andere mogelijk schadelijke vreemde lichamen. Als we besmet raken, ons immuunsysteem is in staat om de dreiging te identificeren en aan te vallen in een poging het lichaam gezond te houden. Dit idee is precies wat Morgera en zijn onderzoeksteam hoopten te bereiken met hun biologisch geïnspireerde software. Wanneer een netwerk het risico loopt te worden aangevallen, de software kan de dreiging identificeren en elimineren. Het is in wezen een immuunsysteem voor een digitaal netwerk.

Om de software te ontwikkelen, Morgera, samen met USF-promovendi Vishwa Alaparthy en Amar Amouri, brak het immuunsysteem in drie lagen. De eerste laag is externe bescherming; hoe ons lichaam voorkomt dat ziekteverwekkers binnendringen. In hun software deze beveiligingslaag is codering - een veelgebruikte cyberbeveiligingstool die wordt gebruikt om ongeautoriseerde gebruikers uit netwerken te houden. De meeste netwerkbeveiligingsmethoden zijn bijna uitsluitend afhankelijk van encryptie, en hoewel moderne encryptietechnieken uiterst geavanceerd zijn, ze zijn niet altijd succesvol in het voorkomen van inbraak.

Om dit risico tegen te gaan, onderzoekers keken naar de tweede beschermingslaag van het lichaam; niet-specifieke weerstand. Deze niet-specifieke immuunrespons werkt als een "catch-all", onmiddellijk reageren op een vreemd lichaam met een verscheidenheid aan niet-specifieke immuuncellen. In hun software Morgera en zijn team ontwikkelden een vergelijkbare niet-specifieke reactie die elke inbraak snel herkent en de dreiging in quarantaine plaatst voor verder onderzoek. Net als in het menselijk lichaam, deze reactie fungeert als een eerste verdedigingslinie wanneer bedreigingen het systeem binnenkomen.

De derde laag waar onderzoekers naar keken, is de specifieke weerstand van het immuunsysteem tegen ziekteverwekkers. Dit subsysteem van het algehele immuunsysteem bestaat uit zeer gespecialiseerde cellen die reageren op specifieke pathogenen. Deze reactie bouwt ook een immunologisch geheugen op, wat leidt tot een verbeterde respons na de eerste ontmoeting. Net als in ons lichaam, de door USF ontwikkelde software leert van elke aanval en onderhoudt miljoenen inbraakbestrijdingssjablonen die het kan doorzoeken om individuele bedreigingspogingen te bestrijden. Zoals Morgera stelt, "De noodzaak om miljoenen inbraakbestrijdingssjablonen te doorzoeken kan een rekenkundig complexe onderneming zijn." Een andere onderzoeker, Patrick Lie Chin Cheong, en Morgera hebben een zeer efficiënte 'big data'-benadering ontwikkeld voor het sorteren, dat slechts een fractie van een seconde duurt en eenvoudig kan worden geïmplementeerd op vermogensbeperkte sensornetwerken met behulp van kleine microprocessors.

Bij gebruik in combinatie, deze drie mechanismen werken niet alleen om ons lichaam gezond te houden, maar het is ook aangetoond dat ze uiterst succesvol zijn in het handhaven van veilige, hoogwaardige digitale netwerken.

Morgera en zijn team begonnen dit onderzoek oorspronkelijk als een potentieel nieuw hulpmiddel om draadloze sensornetwerken te beveiligen die door het leger zijn ingezet. Ze hebben samengewerkt met het Amerikaanse Special Operations Command (SOCOM) om de software te testen en hebben veelbelovende resultaten gezien. Nutsvoorzieningen, onderzoekers zijn van plan om de software te blijven verbeteren en beschikbaar te maken voor verschillende toepassingen. Het is werk dat de toekomst van cyberbeveiliging over de hele wereld kan veranderen.