基于异常的入侵检测系统(IDS)一直是一个热门研究主题,因为它具有检测新威胁的能力,而不仅仅是记忆的签名威胁基于签名的ID的威胁。尤其是在增加了增加黑客工具数量并增加攻击影响的高级技术之后。任何基于异常的模型的问题是其高阳性率。高阳性速率是为什么在实践中通常不使用异常ID的原因。因为基于异常的模型将看不见的模式分类为一种正常但不包括在培训数据集中的威胁。这种类型的问题称为模型无法概括的过度拟合。通过拥有包括所有可能正常情况的大型培训数据集来优化基于异常的模型可能是一个最佳解决方案,但不能在实践中应用。尽管我们可以增加培训样本的数量以包括更多正常情况,但我们仍然需要一个具有更多概括能力的模型。在本研究论文中,我们建议应用深层模型,而不是传统模型,因为它具有更大的概括能力。因此,我们将通过使用大数据和深层模型获得较少的假阳性。我们通过降低假阳性速率在优化基于异常ID的ID中进行了机器学习和深度学习算法进行比较。我们在NSL-KDD基准测试中进行了一个实验,并将我们的结果与IDS优化中传统学习中使用最佳的分类器之一进行了比较。该实验显示,通过使用深度学习而不是传统学习,假阳性降低了10%。
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随着信息技术在所有生命领域中的日益增长的使用,黑客攻击变得比以往任何时候都变得更加有效。同样,随着技术的发展,攻击数字每隔几个月就会成倍增长,并变得更加复杂,因此传统ID效率低下。本文提出了一种解决方案,不仅检测具有更高检测率的新威胁和比已经使用的ID更低的假阳性,而且还可以检测集体和上下文安全攻击。我们通过使用网络聊天机器人(一个深度的复发神经网络:apache Spark框架上的长期短期内存(LSTM))来实现这些结果异常。我们建议合并语言处理,上下文分析,分布式深度学习,大数据,流量分析的异常检测的概念。我们提出了一个模型,该模型描述了网络在其上下文中从数百万数据包中的序列中抽象正常行为,并将它们实时分析以检测点,集体和上下文异常。实验是在MAWI数据集上进行的,它显示出比签名ID的检测率更好,而且比传统异常ID更好。该实验显示较低的假阳性,较高的检测率和更好的点异常检测。至于有上下文和集体异常检测的证明,我们讨论了我们的主张和假设背后的原因。但是,由于硬件限制,该实验是在数据集的随机小子集上进行的,因此我们分享了实验和未来的愿景思想,因为我们希望将来的其他感兴趣的研究人员将来能够充分证明,这些研究人员拥有比我们的硬件基础架构更好的研究人员。
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随着网络攻击和网络间谍活动的增长,如今需要更好,更强大的入侵检测系统(IDS)的需求更加有必要。 ID的基本任务是在检测Internet的攻击方面充当第一道防线。随着入侵者的入侵策略变得越来越复杂且难以检测,研究人员已经开始应用新颖的机器学习(ML)技术来有效地检测入侵者,从而保留互联网用户对整个互联网网络安全的信息和整体信任。在过去的十年中,基于ML和深度学习(DL)架构的侵入检测技术的爆炸激增,这些架构在各种基于网络安全的数据集上,例如DARPA,KDDCUP'99,NSL-KDD,CAIDA,CAIDA,CTU--- 13,UNSW-NB15。在这项研究中,我们回顾了当代文献,并提供了对不同类型的入侵检测技术的全面调查,该技术将支持向量机(SVMS)算法作为分类器。我们仅专注于在网络安全中对两个最广泛使用的数据集进行评估的研究,即KDDCUP'99和NSL-KDD数据集。我们提供了每种方法的摘要,确定了SVMS分类器的作用以及研究中涉及的所有其他算法。此外,我们以表格形式对每种方法进行了批判性综述,突出了所调查的每种方法的性能指标,优势和局限性。
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软件定义的网络(SDN)是改变传统网络体系结构的下一代。 SDN是更改Internet网络架构的有前途的解决方案之一。由于SDN体系结构的集中性质,攻击变得更加普遍。为SDN提供安全性至关重要。在这项研究中,我们建议在SDN的背景下进行网络入侵检测系统深度学习模块(NIDS-DL)方法。我们建议的方法将网络入侵检测系统(NID)与许多类型的深度学习算法结合在一起。我们的方法采用了使用功能选择方法从NSL-KDD数据集中41个功能中提取的12个功能。我们使用分类器(CNN,DNN,RNN,LSTM和GRU)。当我们比较分类器得分时,我们的技术产生的准确性结果为(98.63%,98.53%,98.13%,98.04%和97.78%)。我们新方法的新颖性(NIDS-DL)使用了5个深度学习分类器,并制作预处理数据集来收获最佳结果。我们提出的方法在二元分类和检测攻击方面取得了成功,这意味着我们的方法(NIDS-DL)将来可能会以极大的效率使用。
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The Internet of Things (IoT) is a system that connects physical computing devices, sensors, software, and other technologies. Data can be collected, transferred, and exchanged with other devices over the network without requiring human interactions. One challenge the development of IoT faces is the existence of anomaly data in the network. Therefore, research on anomaly detection in the IoT environment has become popular and necessary in recent years. This survey provides an overview to understand the current progress of the different anomaly detection algorithms and how they can be applied in the context of the Internet of Things. In this survey, we categorize the widely used anomaly detection machine learning and deep learning techniques in IoT into three types: clustering-based, classification-based, and deep learning based. For each category, we introduce some state-of-the-art anomaly detection methods and evaluate the advantages and limitations of each technique.
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网络流量数据是不同网络协议下不同数据字节数据包的组合。这些流量数据包具有复杂的时变非线性关系。现有的最先进的方法通过基于相关性和使用提取空间和时间特征的混合分类技术将特征融合到多个子集中,通过将特征融合到多个子集中来提高这一挑战。这通常需要高计算成本和手动支持,这限制了它们的网络流量的实时处理。为了解决这个问题,我们提出了一种基于协方差矩阵的新型新颖特征提取方法,提取网络流量数据的空间时间特征来检测恶意网络流量行为。我们所提出的方法中的协方差矩阵不仅自然地对不同网络流量值之间的相互关系进行了编码,而且还具有落在riemannian歧管中的明确的几何形状。利莫曼歧管嵌入距离度量,便于提取用于检测恶意网络流量的判别特征。我们在NSL-KDD和UNSW-NB15数据集上进行了评估模型,并显示了我们提出的方法显着优于与数据集上的传统方法和其他现有研究。
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作为在Internet交换路由到达性信息的默认协议,边界网关协议(BGP)的流量异常行为与互联网异常事件密切相关。 BGP异常检测模型通过其实时监控和警报功能确保互联网上的稳定路由服务。以前的研究要么专注于特征选择问题或数据中的内存特征,同时忽略特征之间的关系和特征中的精确时间相关(无论是长期还是短期依赖性)。在本文中,我们提出了一种用于捕获来自BGP更新流量的异常行为的多视图模型,其中使用黄土(STL)方法的季节性和趋势分解来减少原始时间序列数据中的噪声和图表网络中的噪声(GAT)用于分别发现功能中的特征关系和时间相关性。我们的结果优于异常检测任务的最先进的方法,平均F1分别在平衡和不平衡数据集上得分高达96.3%和93.2%。同时,我们的模型可以扩展以对多个异常进行分类并检测未知事件。
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攻击者每天都在越来越多地使用新的攻击,但其中许多攻击并未被入侵检测系统检测到,因为大多数ID忽略了原始数据包信息,并且仅关心从PCAP文件中提取的一些基本统计信息。使用网络程序从数据包中提取固定的统计功能是不错的,但可能不足以检测到当今的挑战。我们认为现在是时候利用大数据和深度学习来从数据包中提取自动动态功能。现在是时候受到计算机视觉和自然语言处理的深度学习预训练模型的启发了,因此安全深度学习解决方案将在大型数据集上使用其预先培训的模型,以在未来的研究中使用。在本文中,我们提出了一种基于字符级嵌入的数据包的新方法,灵感来自文本数据上的FastText成功。我们称这种方法fastpacket。结果是在CIC-IDS-2017数据集的子集上测量的,但我们希望大数据预训练的模型有希望的结果。我们建议在Mawi Big Dataset上构建预先训练的FastPacket,并将其提供给社区,类似于FastText。为了能够胜过当前使用的NID,开始了可以更好地检测复杂攻击的数据包级NID的新时代。
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存在几种数据驱动方法,使我们的模型时间序列数据能够包括传统的基于回归的建模方法(即,Arima)。最近,在时间序列分析和预测的背景下介绍和探索了深度学习技术。询问的主要研究问题是在预测时间序列数据中的深度学习技术中的这些变化的性能。本文比较了两个突出的深度学习建模技术。比较了经常性的神经网络(RNN)长的短期记忆(LSTM)和卷积神经网络(CNN)基于基于TCN的时间卷积网络(TCN),并报告了它们的性能和训练时间。根据我们的实验结果,两个建模技术都表现了相当具有基于TCN的模型优于LSTM略微。此外,基于CNN的TCN模型比基于RNN的LSTM模型更快地构建了稳定的模型。
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在不断增长的互联网世界中,获取关键数据(例如密码和登录凭据以及敏感的个人信息)的多种方法已扩大。页面模仿(通常称为网络钓鱼)是获取此类宝贵信息的一种方法。网络钓鱼是黑客最直接的网络攻击形式之一,也是受害者最简单的网络攻击形式之一。它还可以为黑客提供访问目标的个人和公司帐户所需的一切。这样的网站不提供服务,而是从用户那里收集个人信息。在本文中,我们在使用经常性神经网络检测恶意URL方面达到了最先进的准确性。与以前查看在线内容,URL和流量编号的研究不同,我们只是查看URL中的文本,这使其更快并捕获了零日的攻击。该网络已被优化,可用于移动器等小设备,而没有牺牲推理时间。
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近年来,随着传感器和智能设备的广泛传播,物联网(IoT)系统的数据生成速度已大大增加。在物联网系统中,必须经常处理,转换和分析大量数据,以实现各种物联网服务和功能。机器学习(ML)方法已显示出其物联网数据分析的能力。但是,将ML模型应用于物联网数据分析任务仍然面临许多困难和挑战,特别是有效的模型选择,设计/调整和更新,这给经验丰富的数据科学家带来了巨大的需求。此外,物联网数据的动态性质可能引入概念漂移问题,从而导致模型性能降解。为了减少人类的努力,自动化机器学习(AUTOML)已成为一个流行的领域,旨在自动选择,构建,调整和更新机器学习模型,以在指定任务上实现最佳性能。在本文中,我们对Automl区域中模型选择,调整和更新过程中的现有方法进行了审查,以识别和总结将ML算法应用于IoT数据分析的每个步骤的最佳解决方案。为了证明我们的发现并帮助工业用户和研究人员更好地实施汽车方法,在这项工作中提出了将汽车应用于IoT异常检测问题的案例研究。最后,我们讨论并分类了该领域的挑战和研究方向。
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医学事物互联网(IOMT)允许使用传感器收集生理数据,然后将其传输到远程服务器,这使医生和卫生专业人员可以连续,永久地分析这些数据,并在早期阶段检测疾病。但是,使用无线通信传输数据将其暴露于网络攻击中,并且该数据的敏感和私人性质可能代表了攻击者的主要兴趣。在存储和计算能力有限的设备上使用传统的安全方法无效。另一方面,使用机器学习进行入侵检测可以对IOMT系统的要求提供适应性的安全响应。在这种情况下,对基于机器学习(ML)的入侵检测系统如何解决IOMT系统中的安全性和隐私问题的全面调查。为此,提供了IOMT的通用三层体系结构以及IOMT系统的安全要求。然后,出现了可能影响IOMT安全性的各种威胁,并确定基于ML的每个解决方案中使用的优势,缺点,方法和数据集。最后,讨论了在IOMT的每一层中应用ML的一些挑战和局限性,这些挑战和局限性可以用作未来的研究方向。
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Network intrusion detection systems (NIDSs) play an important role in computer network security. There are several detection mechanisms where anomaly-based automated detection outperforms others significantly. Amid the sophistication and growing number of attacks, dealing with large amounts of data is a recognized issue in the development of anomaly-based NIDS. However, do current models meet the needs of today's networks in terms of required accuracy and dependability? In this research, we propose a new hybrid model that combines machine learning and deep learning to increase detection rates while securing dependability. Our proposed method ensures efficient pre-processing by combining SMOTE for data balancing and XGBoost for feature selection. We compared our developed method to various machine learning and deep learning algorithms to find a more efficient algorithm to implement in the pipeline. Furthermore, we chose the most effective model for network intrusion based on a set of benchmarked performance analysis criteria. Our method produces excellent results when tested on two datasets, KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, with an accuracy of 99.99% and 100% for KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, respectively, and no overfitting or Type-1 and Type-2 issues.
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连接设备的快速增长导致了新型网络安全威胁的扩散,称为零日攻击。传统的基于行为的ID依靠DNN来检测这些攻击。用于训练DNN的数据集的质量在检测性能中起着至关重要的作用,而代表性不足的样品导致性能不佳。在本文中,我们开发和评估DBN在连接设备网络中检测网络攻击方面的性能。CICIDS2017数据集用于训练和评估我们提出的DBN方法的性能。应用和评估了几种类平衡技术。最后,我们将方法与常规的MLP模型和现有的最新方法进行比较。我们提出的DBN方法显示出竞争性和有希望的结果,并且在培训数据集中攻击不足的攻击中的检测方面有显着改善。
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预防和无线网络检测入侵和攻击已成为一个重要而严峻​​的挑战。在另一方面,由于无线节点的资源有限,使用监测在无线传感器网络中的永久监视节点,以防止和检测这种类型的网络的入侵和攻击的是几乎不存在。因此,今天来克服这个问题的解决方案是远程控制系统的讨论,并已成为在各个领域感兴趣的话题之一。远程监控的无线传感器网络节点的性能和行为,除了在网络内检测恶意节点,也可以在以后的预测恶意节点的行为。在目前的研究,采用基于鲸优化算法(WOA)和遗传算法(GA)和基于样本的分类的组合特征选择一个网络入侵检测系统,提出了在这项研究中,标准的数据集KDDCUP1999已经使用在这关系到健康的节点和类型的恶意节点的特性被存储基础网络中的攻击类型。该方法是基于特征选择的基础上的精度标准方面鲸优化算法和遗传算法KNN分类相结合,具有比其他以前的方法更好的结果。在此基础上,它可以说是鲸鱼优化算法和遗传算法提取了相关的类标签井的特征和KNN方法已经能够很好地检测出在无线网络的入侵检测数据集的不当行为节点。
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Time series anomaly detection has applications in a wide range of research fields and applications, including manufacturing and healthcare. The presence of anomalies can indicate novel or unexpected events, such as production faults, system defects, or heart fluttering, and is therefore of particular interest. The large size and complex patterns of time series have led researchers to develop specialised deep learning models for detecting anomalous patterns. This survey focuses on providing structured and comprehensive state-of-the-art time series anomaly detection models through the use of deep learning. It providing a taxonomy based on the factors that divide anomaly detection models into different categories. Aside from describing the basic anomaly detection technique for each category, the advantages and limitations are also discussed. Furthermore, this study includes examples of deep anomaly detection in time series across various application domains in recent years. It finally summarises open issues in research and challenges faced while adopting deep anomaly detection models.
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通过无线网络互联设备数量和数据通信数量的显着增加引起了各种威胁,风险和安全问题。物联网(IoT)应用程序几乎部署在日常生活中的几乎所有领域,包括敏感环境。边缘计算范例通过在数据源附近移动计算处理来补充了IOT应用程序。在各种安全模型中,基于机器学习(ML)的入侵检测是最可想到的防御机制,用于打击已启用边缘的物联网中的异常行为。 ML算法用于将网络流量分类为正常和恶意攻击。入侵检测是网络安全领域的具有挑战性问题之一。研究界提出了许多入侵检测系统。然而,选择合适的算法涉及在启用边缘的物联网网络中提供安全性的挑战存在。在本文中,已经执行了传统机器学习分类算法的比较分析,以在Puparm工具上使用Jupyter对NSL-KDD数据集上的网络流量进行分类。可以观察到,多层感知(MLP)在输入和输出之间具有依赖性,并且更多地依赖于用于入侵检测的网络配置。因此,MLP可以更适合于基于边缘的物联网网络,其具有更好的培训时间为1.2秒,测试精度为79%。
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入侵检测是提供计算机网络安全性的重要机制之一。由于攻击的增加以及对医学,商业和工程等其他领域的依赖不断增加,因此通过网络提供服务并维持网络安全已成为一个重大问题。入侵检测系统(IDS)的目的是开发能够将常规通信与异常沟通区分开的模型,并采取必要的动作。在该领域的不同方法中,人工神经网络(ANN)已被广泛使用。但是,基于ANN的ID遇到了两个主要问题:低检测精度和弱检测稳定性。为了克服这些问题,本文提出了一种基于深神经网络ANS支持向量机分类器的新方法,该方法受到“分裂和征服”哲学的启发。提出的模型以更好的准确性来预测攻击,以进行入侵检测而不是相似的方法。对于我们的实证研究,我们利用了KDD99数据集。我们的实验结果表明,新方法提高了95.4%的分类精度。
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物联网(物联网)通过通过互联网控制设备/事物来改变生活。物联网已为日常问题指定了许多智能解决方案,将网络物理系统(CPS)和其他经典领域转化为智能区域。构成物联网的大多数边缘设备具有极低的处理能力。为了降低物联网网络,攻击者可以利用这些设备进行各种网络攻击。此外,随着越来越多的物联网设备的添加,新的和未知威胁的潜力呈指数增长。因此,必须开发针对可以识别此类威胁的物联网网络的智能安全框架。在本文中,我们开发了一种无监督的集合学习模型,该模型能够从未标记的数据集中检测物联网中的新或未知攻击。系统生成的标记数据集用于训练深度学习模型以检测IoT网络攻击。此外,研究提出了一种特征选择机制,用于识别数据集中最相关的方面以检测攻击。该研究表明,建议的模型能够识别未标记的物联网网络数据集和DBN(深信念网络)的表现优于其他模型,检测准确性为97.5%,错误警报率为2.3%,当使用由标记的数据集进行培训时建议的方法。
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研究了自闭症数据集,以确定自闭症和健康组之间的差异。为此,分析了这两组的静止状态功能磁共振成像(RS-FMRI)数据,并创建了大脑区域之间的连接网络。开发了几个分类框架,以区分组之间的连接模式。比较了统计推断和精度的最佳模型,并分析了精度和模型解释性之间的权衡。最后,据报道,分类精度措施证明了我们框架的性能。我们的最佳模型可以以71%的精度将自闭症和健康的患者分类为多站点I数据。
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