vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2025-52-1-147-161vdgtu-1709Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATIONSАрхитектура интегрированного java-приложения для анализа журналов с целью обнаружения компьютерных атак в информационных системах посредством реагирования на различные аномалии безопасностиArchitecture of an integrated java application for log analysis to detect computer attacks in information systems by responding to various security anomalieshttps://orcid.org/0000-0003-3996-9217ШариковП. И.SharikovP. I.

Шариков Павел Иванович, кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра защищенных систем связи,

193232, г. Санкт-Петербург, пр. Большевиков 22

Pavel I. Sharikov, Cand. Sci. (Eng), Senior Lecturer, Department of Secure Communication Systems,

22 Bolshevikov Ave., St. Petersburg 193232

sharikov.pavel@ro.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9076-6055КрасовА. В.KrasovA. V.

Красов Андрей Владимирович, кандидат технических наук, доцент, кафедра защищенных систем связи,

193232, г. Санкт-Петербург, пр. Большевиков 22

Andrey V. Krasov, Cand. Sci. (Eng), Assoc. Prof., Department of Secure Communication Systems,

22 Bolshevikov Ave., St. Petersburg 193232

krasov@inbox.ruМайоровА. В.MayorovvA. V.

Майоров Александр Владимирович, аспирант, кафедра защищенных систем связи,

193232, г. Санкт-Петербург, пр. Большевиков 22

Alexander V. Mayorov, Graduate Student, Department of Secure Communication Systems,

22 Bolshevikov Ave., St. Petersburg 193232

avmayorov@bk.ruСанкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-БруевичаРоссияM.A. Bonch-Bruevich St. Petersburg State University of TelecommunicationsRussian Federation202518042025521147161Copyright © Шариков П.И., Красов А.В., Майоров А.В., 20252025Шариков П.И., Красов А.В., Майоров А.В.Sharikov P.I., Krasov A.V., Mayorovv A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1709Цель

Цель. Необходимо при интеграции стека ELK в информационную систему иметь дублирующее java-приложение в закрытом контуре для скрытой обработки аномалий. Требуется разработка архитектуры java-приложения для скрытой интеграции с информационной системой.

Метод

Метод. В процессе исследования были использованы методы анализа информации в журналах информационных систем, методы статического анализа, программирование для разработки приложения и алгоритмы обработки данных.

Результат

Результат. Представлен пример реализации стека Elasticsearch для обработки и хранения журналов. Предложена реализация анализа аномалий с помощью официальной библиотеки Elasticsearch. Рассмотрены варианты использования Elasticsearch для анализа аномалий, предложена реализация анализа аномалий с помощью официальной библиотеки Elasticsearch. Предложена архитектура интегрированного в информационную систему java-приложения для автоматизированного анализа журналов с целью выявления компьютерных атак или сигналов их начала посредством поиска аномалий. Рассмотрены варианты аномалий в журналах информационных систем и описаны действия по их выявлению. Продемонстрирована обобщенная карта процесса работы java-приложения.

Вывод

Вывод. Разработана архитектура java-приложения, реализующего анализ журналов информационной системы по ключевым аномалиям.

Objective

Objective. When integrating the ELK stack into an information system, it is necessary to have a duplicate Java application in a closed circuit for hidden anomaly processing. It is necessary to develop the architecture of a Java application for hidden integration with the information system.

Method

Method. The research used methods of analyzing information in information system logs, static analysis methods, programming for application development, and data processing algorithms.

Result

Result. An example of implementing the Elasticsearch stack for processing and storing logs is presented. An implementation of anomaly analysis using the official Elasticsearch library is proposed. Options for using Elasticsearch for anomaly analysis are considered, an implementation of anomaly analysis using the official Elasticsearch library is proposed. The architecture of a Java application integrated into an information system for automated log analysis in order to detect computer attacks or signals of their onset by searching for anomalies is proposed. Variants of anomalies in information system logs are considered and actions for their detection are described. A generalized map of the Java application workflow is demonstrated.

Conclusion

Conclusion. The architecture of a Java application implementing the analysis of logs of an information system for key anomalies has been developed.

ELK stackelasticsearchдетектор аномалийжурналированиеanomaly logs detectingjavaанализ журналовlog analysisELK stackelasticsearchanomaly logs detectingjavalog analysisReferencesZamani M., Movahedi M. Machine learning techniques for intrusion detection // arXiv preprint arXiv:1312.2177. – 2013.Zamani M., Movahedi M. Machine learning techniques for intrusion detection. arXiv preprint arXiv:1312.2177. – 2013.Kononenko O. et al. Mining modern repositories with elasticsearch // Proceedings of the 11th working conference on mining software repositories. – 2014. – С. 328-331. 3. Salo F. et al. Data mining techniques in intrusion detection systems: A systematic literature review // IEEE Access. – 2018. – Т. 6. – С. 56046-56058.Kononenko O. et al. Mining modern repositories with elasticsearch. Proceedings of the 11th working conference on mining software repositories. 2014:328-331.Son S. J., Kwon Y. Performance of ELK stack and commercial system in security log analysis // 2017 IEEE 13th Malaysia international conference on communications (MICC). – IEEE, 2017. – С. 187-190.Salo F. et al. Data mining techniques in intrusion detection systems: A systematic literature review. IEEE Access. 2018; 6: 56046-56058.Орлов, Г.А. Применение Big Data при анализе больших данных в компьютерных сетях / Г.А. Орлов, А.В. Красов, А.М. Гельфанд // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. – 2020. – Т. 12, № 4. – С. 76-84. – DOI 10.36724/2409-5419-2020-12-4-76-84. – EDN RQQTOQ.Son S. J., Kwon Y. Performance of ELK stack and commercial system in security log analysis. 2017 IEEE 13th Malaysia international conference on communications (MICC). IEEE, 2017;187-190.Котенко, И.В. Система сбора, хранения и обработки информации и событий безопасности на основе средств Elastic Stack / И.В. Котенко, А.А. Кулешов, И.А. Ушаков // Труды СПИИРАН. – 2017. – № 5(54). – С. 5-34. – DOI 10.15622/sp.54.1. – EDN ZMREVZ.Orlov, G.A. Application of Big Data in the Analysis of Big Data in Computer Networks / G.A. Orlov, A.V. Krasov, A M. Gelfand. High-tech in space exploration of the Earth. 2020;12(4):76-84. - DOI 10.36724/2409-5419-2020-12-4-76-84. - EDN RQQTOQ. (In Russ)Shah N., Willick D., Mago V. A framework for social media data analytics using Elasticsearch and Kibana // Wireless networks. – 2022. – Т. 28. – №. 3. – С. 1179-1187.Kotenko I.V., Kuleshov A.A., Ushakov I.A. System for collecting, storing and processing information and security events based on Elastic Stack., Proceedings of SPIIRAS. 2017;5 (54):5-34. - DOI 10.15622/sp.54.1. - EDN ZMREVZ. (In Russ)Bhattacharjee S. D. et al. Context-aware graph-based analysis for detecting anomalous activities // 2017 IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME). – IEEE, 2017. – С. 1021-1026.Shah N., Willick D., Mago V. A framework for social media data analytics using Elasticsearch and Kibana. Wireless networks. 2022; 28:3:1179-1187.Cheng L., Liu F., Yao D. Enterprise data breach: causes, challenges, prevention, and future directions. Wiley Interdisciplinary Reviews: Data Mining and Knowledge Discovery. 2017;7:5: e1211.Bhattacharjee S. D. et al. Context-aware graph-based analysis for detecting anomalous activities. 2017 IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME). IEEE, 2017:1021-1026.Башмаков, Н. М. Система обнаружения аномалий в журналах мониторинга состояния объекта защиты / Н. М. Башмаков, В. В. Уразаев, А. М. Вульфин // Сборник избранных статей научной сессии ТУСУР. – 2023. – № 1-3. – С. 36-41. – EDN LUQUGC.Cheng L., Liu F., Yao D. Enterprise data breach: causes, challenges, prevention, and future directions. Wiley Interdisciplinary Reviews: Data Mining and Knowledge Discovery. 2017;7:5:1211.Шариков П.И., Красов А.В. Исследование уязвимости сериализации и десериализации данных в java//Региональная информатика и информационная безопасность: сборник научных трудов, Санкт-Петербург, 01–03 ноября 2017 г. Санкт-Петербургское Общество информатики, вычислительной техники, систем связи и управления. Выпуск 3. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургское общество информатики, вычислительной техники, систем связи и управления, 2017. – С. 333-336. – EDN YNAETH.Bashmakov, N.M. System for detecting anomalies in logs of monitoring the state of a protected object / N.M. Bashmakov, V.V. Urazaev, A.M. Wulfin. Collection of selected articles of the scientific session of TUSUR. 2023;1-3:36-41. - EDN LUQUGC. (In Russ)Шелухин, О.И. Обнаружение аномалий больших данных неструктурированных системных журналов / О.И. Шелухин, В.С. Рябинин // Вопросы кибербезопасности. – 2019. – № 2(30). – С. 36-41. – DOI 10.21681/2311-3456-2019-2-36-41. – EDN IGKKGG.Sharikov, P.I., Krasov A.V. Study of the vulnerability of serialization and deserialization of data in Java // Regional informatics and information security: collection of scientific papers, St. Petersburg, November 01-03, 2017 / St. Petersburg Society for Informatics, Computer Engineering, Communications and Control Systems. Volume Issue 3. - St. Petersburg: St. Petersburg Society for Informatics, Computer Engineering, Communications and Control Systems, 2017: 333-336. - EDN YNAETH. (In Russ)Красов А.В., Сахаров Д.В., Тасюк А.А. Проектирование системы обнаружения вторжений для информационной сети с использованием больших данных//Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. – 2020.– Т.12, № 1.– С.70-76. DOI 10.36724/2409-5419-2020-12-1-70-76. - EDN UJEKZY.Sheloukhin O.I., Ryabinin V.S. Detection of anomalies in big data of unstructured system logs . Cybersecurity Issues. 2019; 2 (30):36-41. - DOI 10.21681/2311-3456-2019-2-36-41. - EDN IGKKGG. (In Russ)Миняев А.А., Красов А.В., Сахаров Д.В. Метод оценки эффективности системы защиты информации территориально-распределенных информационных систем персональных данных//Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1:Естественные и технические науки. – 2020. – № 1. – С. 29-33. – DOI 10.46418/2079-8199_2020_1_5. EDN ULHTJK.Krasov, A.V. Design of an Intrusion Detection System for an Information Network Using Big Data / A.V. Krasov, D.V. Sakharov, A.A. Tasyuk. High Technologies in Space Research of the Earth. 2020;12(1):. 70-76. - DOI 10.36724/2409-5419-2020-12-1-70-76. - EDN UJEKZY. (In Russ)Миняев, А.А. Методика оценки эффективности системы защиты информации территориальнораспределенных информационных систем / А.А. Миняев, А.В. Красов // Вестник СанктПетербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. – 2020. – № 3. – С. 26-32. – DOI 10.46418/2079-8199_2020_3_4. – EDN YNHOEI.Minyaev A.A., Krasov A.V., Sakharov D.V. Method for Assessing the Effectiveness of an Information Security System for Geographically Distributed Personal Data Information Systems. Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and Technical Sciences. 2020;1:29-33. – DOI 10.46418/2079-8199_2020_1_5. – EDN ULHTJK. (In Russ)Технические аспекты управления с использованием сети Интернет : Монография / А.А. Алейников, К.З. Билятдинов, А.В. Красов [и др.]. – Санкт-Петербург : Центр научно-информационных технологий «Астерион», 2016. – 305 с. – ISBN 978-5-00045-408-4. – EDN XGTJLL.Minyaev, A.A. Methodology for assessing the effectiveness of the information security system of geographically distributed information systems / A.A. Minyaev, A.V. Krasov. Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and technical sciences. 2020; 3: 26-32. - DOI 10.46418/2079-8199_2020_3_4. - EDN YNHOEI. (In Russ)Майоров, А.В. Архитектура и программная реализация системы обнаружения компьютерных атак в корпоративных и государственных информационных системах на основе методов интеллектуального анализа / А.В. Майоров // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. – 2023. – № 2. – С. 40-46. – DOI 10.46418/2079-8199_2023_2_8. – EDN HEPDFFTechnical aspects of management using the Internet: Monograph / A.A. Aleinikov, K.Z. Bilyatdinov, A.V. Krasov [et al.]. – Saint Petersburg: Center for Scientific and Information Technologies "Asterion", 2016: 305 ISBN 978-5-00045-408-4. – EDN XGTJLL. (In Russ)Шариков П.И., Цветков А.Ю., Сигачева В.В., Сиротина Л.К. Исследование и алгоритм предотвращения эксплуатации уязвимостей библиотеки журналирования Log4j в информационных системах java-приложений // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. – 2023. – № 4. – С. 100-106. – DOI 10.46418/2079-8199_2023_4_19. – EDN BULSOHMayorov, A.V. Architecture and software implementation of a system for detecting computer attacks in corporate and government information systems based on intelligent analysis methods / A.V. Mayorov. Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and technical sciences. 2023; 2: 40-46. – DOI 10.46418/2079-8199_2023_2_8. – EDN HEPDFF. (In Russ)Шариков П.И. Методика обфускации байт-кода java-приложения с целью его защиты от атак декомпиляцией // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия1:Естественные и технические науки. – 2022. – № 1. – С. 64-72. – DOI 10.46418/2079- 8199_2022_1_10. – EDN AUOFNASharikov P.I., Tsvetkov A.Yu., Sigacheva V.V., Sirotina L.K. Research and algorithm for preventing exploitation of vulnerabilities of the Log4j logging library in Java application information systems. Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and Technical Sciences. 2023; 4:100-106. – DOI 10.46418/2079-8199_2023_4_19. – EDN BULSOH. (In Russ)Шариков, П.И. Методика создания и скрытого вложения цифрового водяного знака в байт-код classфайла на основе не декларированных возможностей виртуальной машины java // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. – 2023. – № 7-2. – С. 165-174. – DOI 10.37882/2223-2982.2023.7-2.37. – EDN YBEWYQSharikov P.I. Methodology for obfuscation of Java application bytecode in order to protect it from decompilation attacks. Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and Technical Sciences. 2022;1:64-72. DOI 10.46418/2079-8199_2022_1_10. – EDN AUOFNA. (In Russ)Sharikov P.I. Methodology for creating and hidden embedding a digital watermark in the bytecode of a class file based on undeclared capabilities of the Java virtual machine. Modern science: current problems of theory and practice. Series: Natural and technical sciences. 2023;7-2:165-174. – DOI 10.37882/2223-2982.2023.7-2.37. – EDN YBEWYQ. (In Russ)Sharikov P.I. Methodology for creating and hidden embedding a digital watermark in the bytecode of a class file based on undeclared capabilities of the Java virtual machine. Modern science: current problems of theory and practice. Series: Natural and technical sciences. 2023;7-2:165-174. – DOI 10.37882/2223-2982.2023.7-2.37. – EDN YBEWYQ. (In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.