Clasificación de malware con características estáticas mediante algoritmos de aprendizaje automático
The exponential growth of modern malware and the sophistication of its evasion techniques demand automated and scalable detection methods. This Master's thesis presents a malware family classification system based on static analysis and supervised learning (XGBoost). Using a real dataset of...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2026 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Oberta de Catalunya (UOC) |
| Repositorio: | O2, repositorio institucional de la UOC |
| OAI Identifier: | oai:openaccess.uoc.edu:10609/154346 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/10609/154346 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | malware clasificación de malware random forest machine learning XGBoost Computer security -- TFM Seguretat informàtica -- TFM |
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Clasificación de malware con características estáticas mediante algoritmos de aprendizaje automáticoChamorro Alvarado, Verónica Lucíamalwareclasificación de malwarerandom forestmachine learningXGBoostComputer security -- TFMSeguretat informàtica -- TFMThe exponential growth of modern malware and the sophistication of its evasion techniques demand automated and scalable detection methods. This Master's thesis presents a malware family classification system based on static analysis and supervised learning (XGBoost). Using a real dataset of 65,000 samples collected from VirusShare and enriched with the VirusTotal API, a hybrid feature vector was constructed that combines structural (entropy, sections) and behavioral (API Imports) metrics. The results demonstrate the model's effectiveness in identifying unobfuscated native Windows malware, achieving over 95\% accuracy in traditional families. However, the study reveals a critical limitation of static analysis: its inability to correctly classify tightly packed samples or non-Windows architectures (IoT), where the detection rate drops drastically. Additionally, a label noise problem was identified, stemming from inconsistencies between antivirus engines. This work concludes that, while static machine learning is an efficient first line of defense, it requires dynamic unpacking mechanisms to deal with modern obfuscated threats.El crecimiento exponencial del malware moderno y la sofisticación de sus técnicas de evasión exigen métodos de detección automatizados y escalables. Este Trabajo de Fin de Máster presenta un sistema de clasificación de familias de malware basado en análisis estático y aprendizaje supervisado (XGBoost). A partir de un conjunto de datos real de 65.000 muestras recolectadas de VirusShare y enriquecidas mediante la API de VirusTotal, se construyó un vector de características híbrido que combina métricas estructurales (entropía, secciones) y comportamentales (API Imports). Los resultados demuestran la eficacia del modelo para identificar malware nativo de Windows no ofuscado, alcanzando una precisión superior al 95\% en familias tradicionales. Sin embargo, el estudio revela una limitación crítica del análisis estático: su incapacidad para clasificar correctamente muestras fuertemente empaquetadas (packed) o arquitecturas no-Windows (IoT), donde la tasa de detección desciende drásticamente. Asimismo, se diagnosticó un problema de ruido en el etiquetado (Label Noise) derivado de la inconsistencia entre motores antivirus. Este trabajo concluye que, si bien el aprendizaje automático estático es una primera línea de defensa eficiente, requiere de mecanismos de desempaquetado dinámico para enfrentar amenazas ofuscadas modernas.Universitat Oberta de Catalunya (UOC)Rivera, Richard202620262026info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/10609/154346reponame:O2, repositorio institucional de la UOCinstname:Universitat Oberta de Catalunya (UOC)EspañolCC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:openaccess.uoc.edu:10609/1543462026-05-28T12:42:01Z |
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The exponential growth of modern malware and the sophistication of its evasion techniques demand automated and scalable detection methods. This Master's thesis presents a malware family classification system based on static analysis and supervised learning (XGBoost). Using a real dataset of 65,000 samples collected from VirusShare and enriched with the VirusTotal API, a hybrid feature vector was constructed that combines structural (entropy, sections) and behavioral (API Imports) metrics. The results demonstrate the model's effectiveness in identifying unobfuscated native Windows malware, achieving over 95\% accuracy in traditional families. However, the study reveals a critical limitation of static analysis: its inability to correctly classify tightly packed samples or non-Windows architectures (IoT), where the detection rate drops drastically. Additionally, a label noise problem was identified, stemming from inconsistencies between antivirus engines. This work concludes that, while static machine learning is an efficient first line of defense, it requires dynamic unpacking mechanisms to deal with modern obfuscated threats. |
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