security visualization - let's take a step back

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Security Visualization

Let’s Take A Step BackVizSec - October 2012

Raffael Martyhttp://youtu.be/maCfIMTSJgs

http://nsc.is/speaker/raffael-marty/

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http://youtu.be/dZgM8uaRRCA

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‘You make your way through the darkness of abandoned grasses in a search for meaning. As you do, where is the meaning?'

47th case of'The Gateless Barrier'

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Raffael Marty13 years of log analysis and information visualization

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•Security visualization•Big data and security intelligence

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Universitaet Osnabrueck

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Bibliotheksservice-Zentrum Baden-Wuerttemberg

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Deutsches Institut fuer Internationale Paedagogische Forschung

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Staatliche Hochschule f. Musik u. Darstellende Kunst Stuttgart

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QuoVadis Limited, Bermuda

MasterCard Worldwide

Fachhochschule Weihenstephan

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OVH SAS

IPS Certification Authority s.l. ipsCA


Ludwig-Maximilians-Universitaet Muenchen

SwissSign AG

SCEE - Sistema de CertificaxE7xE3o ElectrxF3nica do Estado

Japanese Government

E-ME SSI (RCA)

Universitaet des Saarlandes

Mobile Armor Enterprise CA

certSIGN

eBiz Networks Ltd

Disig a.s.

Universitaet Wuerzburg

Bechtel Corporation

HafenCity Universitaet Hamburg


Hochschule Fulda

Forschungsverbund Berlin e.V.

Deutsches Klimarechenzentrum GmbH



Belgium Root CA

FNMT-RCM

Energie-Control GmbH

Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven

Universitaet Bremen

Saunalahden Serveri Oy

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Hochschule Muenchen

InfoCert SpA

Government CA

CEDICAM


Telstra RSS Issuing CA1

Hochschule Darmstadt

Entrust, Inc.

shcica

NalcoExternalPolicyCA-1

ABA.ECOM, INC.

Anthem Inc

Digicert Sdn. Bhd.

Fachhochschule Aschaffenburg


Digital Signature Trust Co.


Universitaet Mannheim

NetLock Kft.

The Walt Disney Company CA

TAIWAN-CA.COM Inc.

TxC3xBCrkiye Bilimsel ve Teknolojik AraxC5x9FtxC4xB1rma Kurumu - TxC3x9CBxC4xB0TAK

Equifax Secure

Thawte, Inc.

Serasa

Chunghwa Telecom Co., Ltd.

Deutscher Bundestag

Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften

A-Trust Ges. f. Sicherheitssysteme im elektr. Datenverkehr GmbH


Hochschule Ulm

AC Camerfirma S.A.

Ministere de la Justice

CDC

TDC

An Post

LGPKI

Comodo Japan Inc.

WISeKey

Staat der Nederlanden

General Electric Company

RSA Data Security, Inc.

Kas Bank NV


Fachhochschule fuer Technik und Wirtschaft Berlin

YandexExternalCA

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Buypass AS-983163327

Macao Post

Configuration, CN


Universitaet Duisburg-Essen

Giesecke and Devrient


Postecom S.p.A.

Fachhochschule Kiel

Hochschule Bremen



IFW Dresden e.V.

UIS-IntB-CA

Ford Motor Company - Enterprise Issuing CA01



Sacred Heart University CA

Universitaet Hamburg

ACE Limited

Microsoft Internet Authority

Bundesamt fuer Strahlenschutz

Agencia Notarial de Certificacion S.L. Unipersonal - CIF B83395988

BESSYBadische Landesbibliothek

Nestle

National Institute of Informatics

Hochschule fuer Grafik und Buchkunst Leipzig

Helmholtz-Zentrum fuer Infektionsforschung GmbH

Bergische Universitaet Wuppertal


Getronics PinkRoccade Nederland B.V.

Thawte

KAGOYA JAPAN Inc.

Secteur public xC3x89cologie DxC3xA9veloppement et AmxC3xA9nagement durables

C=AT, ST=Austria, L=Vienna, O=Arge Daten Oesterreichische Gesellschaft fuer Datenschutz/[email protected]

Entidad de Certificacion Digital Abierta Certicamara S.A.


adidas AG

ICP-Brasil

Hochschule Ravensburg-Weingarten


TC TrustCenter for Security in Data Networks GmbH

WebSpace-Forum, Thomas Wendt

Certipost s.a./n.v.

Helmholtz-Zentrum fuer Umweltforschung GmbH - UFZ


AURA - Gemini Observatory

Servicio de Certificacion del Colegio de Registradores (SCR)

thawte, Inc.



Equifax Secure Inc.

I.CA - Standard root certificate, O


Technische Universitaet Hamburg-Harburg

Technische Universitaet Ilmenau

Humboldt-Universitaet zu Berlin

QuoVadis Trustlink Schweiz AG

Fachhochschule Aachen

Belgium Root CA2

TxC3x9CRKTRUST Elektronik Sunucu SertifikasxC4xB1 Hizmetleri, C

Jacobs University Bremen gGmbH

KISA

IPK Gatersleben


MessageLabs

Sociedad Cameral de CertificacixC3xB3n Digital - CerticxC3xA1mara S.A.

E-ME SI (CA1)

Microsec Ltd.

C=au, O=SecureNet CA Root


SHCRoot

ADMINISTRACION NACIONAL DE CORREOS

Autoridad de Certificacion Firmaprofesional CIF A62634068/emailAddress

Hochschule Mannheim

Microsoft Root Authority

TC TrustCenter GmbH

TxC3x9CRKTRUST Elektronik xC4xB0xC5x9Flem Hizmetleri, C


Institut fuer Photonische Technologien e.V.

Fachhochschule Wuerzburg-Schweinfurt

GeoTrust Inc

Hochschulbibliothekszentrum NRW

Coventry City Council

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Etisalat



Hochschule Neubrandenburg

Intel Corporation

MSFT

Technische Universitaet Chemnitz

SignKorea

FernUniversitaet in Hagen

Hochschule Heilbronn

Fachhochschule DortmundUni-Konstanz

UGIS S.p.A.

Charite - Universitaetsmedizin Berlin

Migros


Bundesanstalt fuer Wasserbau

GeoForschungsZentrum Potsdam

Cybertrust Inc

TuTech Innovation GmbH

FNMT

Vodafone Group


Starfield Technologies, Inc.

NTT DOCOMO, INC.

Vaestorekisterikeskus CA

I.T. Telecom

RWTH Aachen

Netrust Certificate Authority 1

Firmaprofesional S.A. NIF A-62634068

Fachhochschule Suedwestfalen


GESIS

Comodo CA Limited

Firstserver, Inc.



Actalis S.p.A./03358520967

Freistaat Sachsen

XiPS

Deutsches Institut fuer Ernaehrungsforschung (DIfE)

GAD EG

Martin-Luther-Universitaet Halle-Wittenberg

AC Camerfirma SA

PrvnxC3xAD certifikaxC4x8DnxC3xAD autorita, a.s.

Paedagogische Hochschule Freiburg

Touring Club Suisse (TCS)

Fachhochschule Frankfurt am Main


Microsoft Trust Network

TaiOne International Ltd.

Technische Universitaet Bergakademie Freiberg

e-commerce monitoring GmbH

Karlsruhe Institute of Technology

Universitaet Dortmund

Japan Certification Services, Inc.

Audkenni hf.

SCEE - Sistema de CertificaxC3xA7xC3xA3o ElectrxC3xB3nica do Estado

Deutsche Telekom AG


Sonera

COMODO CA Limited

MindGenies

Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft

CNNIC SSL

Cybertrust, Inc

Universitaet Freiburg

NetLock Halozatbiztonsagi Kft.

Unizeto Sp. z o.o.

Swisscom

Certeurope

Sun Microsystems Inc

VISA

OptimumSSL CA

Zentrum fuer Informationsverarbeitung und Informationstechnik

INDIA PKI

America Online Inc.

NEC Europe Ltd.


ComSign

Deutscher Sparkassen Verlag GmbH

beTRUSTed



GTE Corporation

Skaitmeninio sertifikavimo centras

Deutsche Telekom AG, Laboratories

Fachhochschule Gelsenkirchen

Hochschule Bremerhaven

Universitaet Jena

Universitaet Kiel

Equifax

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Hochschule fuer Kuenste Bremen

Paedagogische Hochschule Schwaebisch Gmuend

PM/SGDN

RSA Security Inc

Baltimore


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KAS BANK N.V.

Secure Business Services, Inc.


HS-Harz

ANCE

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Hochschule Furtwangen


Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft

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Bauhaus-Universitaet WeimarDFN-Verein


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Technische Universitaet DortmundDFN-Verein


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Deutsches Institut fuer Wirtschaftsforschung e.V. (DIW Berlin)DFN-Verein


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Universitaet der Kuenste BerlinDFN-Verein

Universitaet zu Luebeck

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Universitaet Ulm

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HAWK Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/GoettingenDFN-Verein


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Hochschule Aalen

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Deutsches Herzzentrum BerlinDFN-Verein


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T-Systems SfR

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Hochschule Magdeburg Stendal (F

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Land Niedersachsen

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NORDAKADEMIE gAG

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Hochschule fuer angewandte Wissenschaften - FH DeggendorfDFN-Verein

Max-Planck-Institut fuer GesellschaftsforschungDFN-Verein


DFN-Verein


DFN-Verein


STIFTUNG PREUSSISCHER KULTURBESITZDFN-Verein


Helmholtz Zentrum MuenchenDFN-Verein

T-Systems SfR GmbH

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Universitaet Kassel

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Campus Berlin-Buch

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Fachhochschule WiesbadenDFN-Verein


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Universitaet Passau

DFN-Verein

Max-Planck-Institut fuer BiophysikDFN-Verein

Bundesinstitut fuer Risikobewertung

DFN-Verein

DFN-CERT Services GmbHDFN-Verein


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Hochschule fuer Musik und Theater HannoverDFN-VereinUniversitaet Flensburg

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Universitaet WuerzburgDFN-Verein


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Universitaet GiessenDFN-Verein

Hochschule Fulda

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Deutscher Bundestag

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Universitaet der Bundeswehr MuenchenDFN-Verein

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Max-Planck-GesellschaftDFN-Verein

Bundesamt fuer StrahlenschutzDFN-Verein

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Badische LandesbibliothekDFN-Verein


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Technische Universitaet Hamburg-HarburgDFN-Verein

Humboldt-Universitaet zu BerlinDFN-Verein



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Bundesanstalt fuer WasserbauDFN-Verein

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Regionales Hochschulrechenzentrum KaiserslauternDFN-Verein

GESISDFN-Verein


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Freistaat Sachsen

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VeriSign, Inc.




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Coop Genossenschaft

Fachhochschule Jena


AC CAMERFIRMA S.A.

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Sempra Energy


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U.S. Government

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NORDAKADEMIE gAG



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Universitaet Kassel

Campus Berlin-Buch


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Universitaet Passau




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GoDaddy.com, Inc.


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ABA.ECOM, INC.

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Fachhochschule Kiel

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KAGOYA JAPAN Inc.





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Microsec Ltd.



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TC TrustCenter GmbH





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NTT DOCOMO, INC.


I.T. Telecom

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Comodo CA Limited

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Freistaat Sachsen

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Audkenni hf.


Deutsche Telekom AG


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Badische LandesbibliothekD

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Universitaet O

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DFN-Verein


DFN-Verein

Staatliche Hochschule f. M

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FN-Verein


Fachhochschule AachenD

FN-Verein


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DFN-Verein

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Regionales H

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DFN-Verein

Freistaat Sachsen

DFN-Verein




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Servision Inc.

EUnet International



CrossCert

ABB Ltd.



Actalis S.p.A.

FINMECCANICA


KIBS AD Skopje



ICC-CPI



Saphety



DigiNotar B.V.


Hochschule Wismar


Xcert EZ by DST

MULTICERT-CA

Aetna Inc.



KEYNECTIS


Cisco Systems






LUPKI01

ZF

ESG BV


Earthlink Inc





SAIC



E-CERTCHILE

VeriSign, Inc.




Network Associates










Google Inc

Coop Genossenschaft

Fachhochschule Jena


AC CAMERFIRMA S.A.

Hongkong Post


SHECA


Universitaet Bonn

D-Trust GmbH









RBC Hosting Center

Sempra Energy


SECOM Trust.net

U.S. Government

Universitaet Siegen




Universitaet Ulm


yessign




Serasa S.A.

SGssl

Dell Inc.

VeriSign Japan K.K.



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Fraunhofer

Universitaet Erfurt







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GeoTrust Inc.


eSign Australia

GeoTrust, Inc.





ComSign Ltd.



Comodo Limited

ViaCode




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CNNIC

Hochschule Aalen

GlobalSign nv-sa

TeliaSonera

DigiCert Inc













GDT-SubCA-Public





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RSA Security Inc.




KICA

Accenture



Thawte Consulting




A-Trust





IPS Seguridad CA


TradeSign

Entrust.net

InfoNotary PLC

Coop


Certplus

WoSign, Inc.



ChainedSSL

B.A.T.




SIA S.p.A.



Syncrude Canada Ltd



India PKI



AddTrust Sweden AB

Register.com






GANDI SAS


Trustis Limited

Registry Pro

TERENA

ValiCert, Inc.

T-Systems SfR

KBC Group







DigiCert Inc.


Munich Re Group

BGC-OffSubCA




Cybertrust

TDC Internet



WebSpace-Forum e.K.

Belgacom

Fuji Xerox


QuoVadis Limited

Land Niedersachsen

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DRS-TEM




NORDAKADEMIE gAG



Dhimyotis

IDEACROSS INC.






Alpha


StartCom Ltd.


AffirmTrust

UIS-IsuB1-CA


Halcom



T-Systems SfR GmbH

Universitaet Kassel

Campus Berlin-Buch


Hochschule Biberach



CBEC


Betrusted US Inc

AddTrust AB

Jo Tankers




E-Sign S.A.

Universitaet Passau




C=SI, O=ACNLB

GoDaddy.com, Inc.


IFM-GEOMAR




Miami University

EDICOM

Wells Fargo

GlobalSign

IZENPE S.A.



PTT Post

CERTINOMIS






Government of Korea

POSTA


UniTrust




E-ME PSI (PCA)

FreeSSL




SCEE






OVH SAS




SwissSign AG


Japanese Government

E-ME SSI (RCA)



certSIGN

eBiz Networks Ltd

Disig a.s.


Bechtel Corporation



Hochschule Fulda





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FNMT-RCM



Universitaet Bremen


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Hochschule Muenchen

InfoCert SpA

Government CA

CEDICAM




Entrust, Inc.

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ABA.ECOM, INC.

Anthem Inc

Digicert Sdn. Bhd.






NetLock Kft.


TAIWAN-CA.COM Inc.


Equifax Secure

Thawte, Inc.

Serasa


Deutscher Bundestag




Hochschule Ulm

AC Camerfirma S.A.


CDC

TDC

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LGPKI

Comodo Japan Inc.

WISeKey




Kas Bank NV



YandexExternalCA

state-institutions


Macao Post

Configuration, CN





Postecom S.p.A.

Fachhochschule Kiel

Hochschule Bremen



IFW Dresden e.V.

UIS-IntB-CA






ACE Limited





Nestle







Thawte

KAGOYA JAPAN Inc.





adidas AG

ICP-Brasil





Certipost s.a./n.v.





thawte, Inc.



Equifax Secure Inc.








Belgium Root CA2



KISA

IPK Gatersleben


MessageLabs


E-ME SI (CA1)

Microsec Ltd.



SHCRoot



Hochschule Mannheim


TC TrustCenter GmbH





GeoTrust Inc




Etisalat




Intel Corporation

MSFT


SignKorea




UGIS S.p.A.


Migros




Cybertrust Inc


FNMT

Vodafone Group



NTT DOCOMO, INC.


I.T. Telecom

RWTH Aachen





GESIS

Comodo CA Limited

Firstserver, Inc.



Actalis S.p.A./03358520967

Freistaat Sachsen

XiPS


GAD EG


AC Camerfirma SA













Audkenni hf.


Deutsche Telekom AG


Sonera

COMODO CA Limited

MindGenies


CNNIC SSL

Cybertrust, Inc



Unizeto Sp. z o.o.

Swisscom

Certeurope


VISA

OptimumSSL CA


INDIA PKI

America Online Inc.

NEC Europe Ltd.


ComSign


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GTE Corporation





Universitaet Jena

Universitaet Kiel

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PM/SGDN

RSA Security Inc

Baltimore


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KAS BANK N.V.



HS-Harz

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suggests context data - understanding data semantics


Everyone thinks visualization is easy...

... it’s NOT!


asdfadsf


Why Visualization?‣Highest bandwidth to interact with humans‣Put the human in the loop:‣pattern detection‣remembers context ‣fantastic intuition ‣can predict

we need to enable humans to solve problems


Why is Security Visualization

so hard?Cyber is a concept that is hard to grasp - it’s not the physical spaceSTOP the analogies with weather maps and all of that! It’s DIFFERENT and BIGGER!


asdfadsf


What is Security Visualization?

SecViz

statisticsdata mining

perceptionuser centric design

data processingdata management

security

networkingoperating systemshacking

comp. sci.

visualization


asdfadsf


State Today

information visualization

visualanalytics

security visualization


asdfadsf


Focus - Focus

information visualization security

visualizationvisualanalytics

use and leverage


asdfadsf


The Bad and The Uglyinformation visualization


visualanalytics

Help us with ...we have different data

nominal and categoricalIP addresseshierarchical

provenance...

Caution!port numbers are not continuousdistance functions are hard!leverage existing visualizationsre-inventing ways to show IP addresses?


Situational Awareness

Overview visualization of a large network

Leverages existing visualizations: treemap

Combined with creative use of color

screenshot courtesy of Chris Horsley


It’s Hard - Jargon

“graph”

“network”



asdfadsf


It Is Hard - IP Addresses


asdfadsf


It’s Hard - Understanding Data‣We don’t understand the data / logs‣Single log entry:

Mar 16 08:09:48 kernel: [0.00000] Normal 1048576 -> 1048576

‣Absence of logs? Logging configuration?‣Collection of logs‣Understanding context (setup, business processes)

‣ Is this normal? 2011-07-22 20:34:51 282 ce6de14af68ce198 - - - OBSERVED "unavailable" http://www.surfjunky.com/members/sj-a.php?r=44864 200 TCP_NC_MISS GET text/html http www.surfjunky.com 80 /members/sj-a.php ?r=66556 php "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/534.24 (KHTML, like Gecko) Chrome/11.0.696.65 Safari/534.24" 82.137.200.42 1395 663 -

?

http://www.surfjunky.com/members/sj-a.php?r=44864




http://www.surfjunky.com/

http://www.surfjunky.com/


asdfadsf


The Right DataSecurity Monitoring

Data Exfiltration

‣ DNS traffic

Fraud

‣ HTTP header sequences

‣ Application logs‣ DB logs

‣ context feeds!Situational Awareness

‣ Application logs‣ DLP‣ Proxies

Phishing et al.‣ email logs

‣Are we focusing on the right data sources?‣Everyone focuses on ‣ traffic flows ‣ IDS data

Zero DaysBotnet / Malware infections


SecViz is Hard ...But Not That Hard


asdfadsf


User Centric Design

design UX / UI

define use-casesto solve a problem

develop

test

deploy

adapt

understand domain

innovate

understand users

•personas•scenarios

design interactions

what will users do?

verifywith usersdefine / architect

middleware + backende.g., heatmap design

Tools Development Process


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Security Analyst

OSs

security

Networking

BusinessAnalyst

‣what does a security analyst do? ‣how does he do it?

there is no one way, no certified process!


asdfadsf


A Provocative View on Analysts‣ No common certification - no agreed upon standard processes‣ they have a hard time explaining exactly what they do‣security is often about opinions and self-proclaimed experts

‣ Wide range of knowledge and experience‣many analysts do not know what they do

‣ Wide range of tools (from scripts to SIEM)‣ One and the same ‘job’ will get done very differently by analysts‣ their approach is not necessarily the best one

➡We are building tools geared towards the biased views of the developers / authors and self-proclaimed analysts


Visualizing TBs of Data?


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Visualization Processoverview zoom and filter details on demand

Ben Shneiderman


asdfadsf


The Same, But Differentoverview zoom and filter

details on demand

filter overview


Big Data Movement•Cloud

-on-demand compute resources-on-demand, limitless storage-on-demand ‘applications’ (MR, DB, ...)

•New data stores and paradigms-Key-value-Column-oriented-Document stores (search engines)-Graph DBs


IT Has Been Changing

“memory has become the new hard disk, hard disks are the tapes of

years ago”-- unknown source


Do We Need Data Mining To Process The Data?


asdfadsf


What is Data Mining?‣Anomaly detection (outlier detection) ‣Association rule learning (e.g., items purchased together)‣Clustering ‣Classification ‣Regression (model the data)‣Summarization

http://en.wikipedia.org/wiki/Anomaly_detection

http://en.wikipedia.org/wiki/Anomaly_detection

http://en.wikipedia.org/wiki/Association_rule_learning

http://en.wikipedia.org/wiki/Association_rule_learning

http://en.wikipedia.org/wiki/Cluster_analysis

http://en.wikipedia.org/wiki/Cluster_analysis

http://en.wikipedia.org/wiki/Statistical_classification

http://en.wikipedia.org/wiki/Statistical_classification

http://en.wikipedia.org/wiki/Regression_analysis

http://en.wikipedia.org/wiki/Regression_analysis

http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_summarization

http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_summarization


... Why Then, Do We Need Visualization?

Seems Like This Solves It All ...


Can We Do Without Viz?the stats ...

http://en.wikipedia.org/wiki/Anscombe%27s_quartet

the data...




Can We Do Without Viz?





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Hochschule Wismar


Xcert EZ by DST

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E-CERTCHILE

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Fachhochschule Jena


AC CAMERFIRMA S.A.

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Universitaet Bonn

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GeoTrust Inc.


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GeoTrust, Inc.





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TeliaSonera

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RSA Security Inc.




KICA

Accenture



Thawte Consulting




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Entrust.net

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WoSign, Inc.



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Cybertrust

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NORDAKADEMIE gAG



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IDEACROSS INC.






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Universitaet Kassel

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Japanese Government

E-ME SSI (RCA)



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FNMT-RCM



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CEDICAM




Entrust, Inc.

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ABA.ECOM, INC.

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Postecom S.p.A.

Fachhochschule Kiel

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IFW Dresden e.V.

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FNMT

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I.T. Telecom

RWTH Aachen





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Comodo CA Limited

Firstserver, Inc.



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Freistaat Sachsen

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PM/SGDN

RSA Security Inc

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KAS BANK N.V.



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SSL Trust Delegation

• Not a fully connected mesh

• One large point of trust / failure?

How much is China trusted?

http://afterglow.secviz.org

http://bl.ocks.org/d/3156751/

http://bl.ocks.org/d/3156751/


The Place of Data Mining• data overview (a new dataset, not seen or known before)

- summarization - (simple statistics)

• large populations (e.g., network graphs, heatmap rows)- clustering (segregation - aggregation)

• high dimensionality - dimensional reduction (often requires distance func.)‣ principle component analysis‣ ordination (e.g., multidimensional scaling)

Leverage data mining to augment and improve visualizations

Use human to find interesting areas


asdfadsf


Data Mining Issues‣Data mining requires many parameters‣distance functions (e.g., for strings?)‣number of clusters (e.g., k-means)

‣Mostly work on continuous data ‣see above

‣Impossible to model all and changing input‣Visualization can help visualize parameters interactively and help optimize them


asdfadsf


DataMining Application & Problemrandom row order rows clustered

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user

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Moving Forward ...


What’s Going On Out There?

•Governments are interested in ...-Common operating picture-Offensive visualization (see Stuxnet)

http://visualizethis.challenge.gov/

‣Industry is ...‣chasing the big data money‣building new data stores

58 days until challenge opens

http://vacommunity.org/VAST+Challenge+2012

Visual analytics for prediction of movies (actual ones)

http://visualizethis.challenge.gov

http://visualizethis.challenge.gov




DigiNotar





Paedagogische Hochsch

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Max-Planck-Institut fuer GesellschaftsforschungDFN-Verein


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STIFTUNG PREUSSISCHER KULTURBESITZDFN-Verein


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T-Systems SfR GmbH

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Universitaet GiessenDFN-Verein

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