КОМПЛЕКСНА КІБЕРЛАБОРАТОРІЯ ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ НА ПРОНИКНЕННЯ ТА АНАЛІЗУ ЛОГІВ БЕЗПЕКИ

Анотація

У статті розглянуто концепцію та практичну реалізацію комплексної кіберлабораторії для тестування на
проникнення (penetration testing) та аналізу логів безпеки. Актуальність дослідження зумовлена зростанням
кількості кіберінцидентів у світі, дефіцитом кваліфікованих фахівців і потребою в інтегрованих навчальнодослідницьких середовищах, які дозволяють безпечно моделювати сучасні кібератаки. У роботі проведено аналіз
сучасних підходів до побудови тренувальних середовищ кібербезпеки, зокрема на основі віртуалізації,
контейнеризації (Docker) та стеків обробки логів (ELK, Zeek). Запропонована архітектура лабораторії реалізована
за принципом мікросервісної моделі, що забезпечує масштабованість, гнучкість та ізоляцію компонентів.
Система складається з окремих шарів: frontend (React + TypeScript), backend (Node.js + Express), шару симуляції
атак (Kali Linux, Metasploit, Hydra), цільового середовища (DVWA, MySQL, Vulnerable APIs) та шару моніторингу (Zeek, Filebeat, ELK). У статті описано реалізовані сценарії кібератак – SQL Injection, XSS, CSRF,
DoS та Brute Force – а також методику збору, передачі й аналізу логів у режимі реального часу. Проведені
експерименти підтвердили технічну спроможність платформи: середня пропускна здатність системи перевищує
50 000 подій на секунду, затримка обробки не перевищує 100 мс, а точність виявлення атак становить понад 95
% при рівні хибних спрацьовувань менше 5 %. Практична цінність роботи полягає у створенні універсальної
навчально-дослідницької платформи, яка може бути використана у вищих навчальних закладах, центрах
реагування на інциденти (SOC) та для корпоративних тренінгів з кібербезпеки. Запропоноване рішення дозволяє
одночасно відтворювати реалістичні сценарії атак, збирати великі обсяги даних для досліджень і готувати
фахівців до реагування на реальні інциденти в контрольованому середовищі.
Ключові слова: кібер-лабораторія, штучний інтелект, машинне навчання, кібербезпека, аналіз логів,
глобальні загрози

Перелік посилань
1. Про основні засади забезпечення кібербезпеки України : Закон України від 05.10.2017 р. № 2163-VIII.
[Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2163-19.
2. Trellix. The CyberThreat Report: November 2024 [Electronic resource]. 2024. Mode of access:
https://www.trellix.com/advanced-research-center/threat-reports/.
3. Cisco. 2024 Cisco Cybersecurity Readiness Index [Electronic resource]. 2024. Mode of access:
https://www.cisco.com/c/m/en_us/products/security/cybersecurity-readiness-index.html.
4. ENISA. ENISA Threat Landscape 2024 [Electronic resource] / European Union Agency for Cybersecurity.
2024. Mode of access: https://www.enisa.europa.eu/publications/enisa-threat-landscape-2024.
5. ISC2. Cybersecurity Workforce Study 2024: Is the Profession Resilient Enough? [Electronic resource]. 2024.
Mode of access: https://www.isc2.org/research.
6. NIST. Workforce Framework for Cybersecurity (NICE Framework) (NIST SP 800-181r1) [Electronic
resource] / National Institute of Standards and Technology. 2020. DOI: 10.6028/NIST.SP.800-181r1.
7. Gupta K. K. A Comparative Study of Big Data Frameworks for Security Log Analysis / K. K. Gupta, B. Gupta
// 2021 8th International Conference on Computing for Sustainable Global Development. New Delhi, 2021. P. 185–190.
8. Turnbull J. The Docker Book: Containerization is the new virtualization [Electronic resource] / James Turnbull.
2014 (Updated 2021). Mode of access: https://dockerbook.com/.
9. Yamin M. M. Cyber ranges: A systematic literature review / M. M. Yamin, B. Katt // Computers & Security.
2020. Vol. 97. Article 101951. DOI: 10.1016/j.cose.2020.101951.
10. Sultan S. Container Security: Issues, Challenges, and the Road Ahead / S. Sultan, I. Ahmad, T. Dimitriou //
IEEE Access. 2019. Vol. 7. P. 52976–52996.
11. Cloud Security Alliance. Microservices Security Guidance [Electronic resource]. 2024. Mode of access:
https://cloudsecurityalliance.org/artifacts/microservices-security-guidance/.
12. Wilson R. Optimizing ELK Stack for Real-Time Log Analysis / R. Wilson // Journal of Information Security.
2022. Vol. 12, № 3. P. 45–58.
13. Paxson V. The Zeek Network Security Monitor [Electronic resource] / V. Paxson et al. Mode of access:
https://zeek.org/.
14. Xin Y. Machine Learning and Deep Learning Methods for Network Intrusion Detection: A Survey / Y. Xin et
al. // IEEE Access. 2018. Vol. 6. P. 3376–3400.
15. MITRE Corp. MITRE ATT&CK Framework [Electronic resource]. 2024. Mode of access:
https://attack.mitre.org/.
16. NIST. Technical Guide to Information Security Testing and Assessment (NIST SP 800-115) / K. Scarfone et
al. 2008. DOI: 10.6028/NIST.SP.800-115.
17. Newman S. Building Microservices: Designing Fine-Grained Systems / Sam Newman. 2nd ed. O'Reilly Media,
2021. 612 p.
18. Metasploit. Metasploit Framework Documentation [Electronic resource]. 2024. Mode of access:
https://docs.metasploit.com/.
19. OWASP. OWASP Top 10:2021 [Electronic resource]. 2021. Mode of access: https://owasp.org/Top10/.
20. Elastic. Elastic Stack Security [Electronic resource]. 2024. Mode of access: https://www.elastic.co/elasticstack/security.
21. NIST. Application Container Security Guide (NIST SP 800-190) / M. Souppaya et al. 2017. DOI:
10.6028/NIST.SP.800-190.
22. NIST. Guide for Cybersecurity Event Recovery (SP 800-184) / M. Bartock et al. 2016. DOI:
10.6028/NIST.SP.800-184.
23. Pruncu A. Building a Cyber Range for Ethical Hacking Training / A. Pruncu, B. G. Rusu // 2022 International
Conference on Development and Application Systems (DAS). Suceava, 2022. P. 158–162.