电信科学 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (10): 85-100.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2023166

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一种适用于小样本条件的网络入侵检测方法

胡炜晨, 许聪源, 詹勇, 陈广辉, 刘思情, 王志强, 王晓琳   

  1. 嘉兴学院信息科学与工程学院,浙江 嘉兴 314001
  • 修回日期:2023-08-21 出版日期:2023-10-01 发布日期:2023-10-01
  • 作者简介:胡炜晨(2000- ),男,嘉兴学院信息科学与工程学院在读,主要研究方向为网络安全和机器学习
    许聪源(1990- ),男,博士,嘉兴学院信息科学与工程学院讲师,主要研究方向为网络空间安全和智能信息处理
    詹勇(2002- ),男,嘉兴学院信息科学与工程学院在读,主要研究方向为信息安全和深度学习
    陈广辉(2002- ),男,嘉兴学院信息科学与工程学院在读,主要研究方向为人工智能和信息安全
    刘思情(2002- ),男,嘉兴学院信息科学与工程学院在读,主要研究方向为人工智能和漏洞检测
    王志强(2003- ),男,嘉兴学院信息科学与工程学院在读,主要研究方向为网络安全与人工智能
    王晓琳(1989- ),女,博士,嘉兴学院信息科学与工程学院讲师,主要研究方向为智能回归测试和深度学习
  • 基金资助:
    浙江省自然科学基金资助项目(LQ23F020006);浙江省自然科学基金资助项目(LQ22F020004)

A network intrusion detection method designed for few-shot scenarios

Weichen HU, Congyuan XU, Yong ZHAN, Guanghui CHEN, Siqing LIU, Zhiqiang WANG, Xiaolin WANG   

  1. College of Information Science and Engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China
  • Revised:2023-08-21 Online:2023-10-01 Published:2023-10-01
  • Supported by:
    The Natural Science Foundation of Zhejiang Province(LQ23F020006);The Natural Science Foundation of Zhejiang Province(LQ22F020004)

摘要:

现有的网络入侵检测技术多数需要大量恶意样本用于模型训练,但在现网实战时,往往只能获取少量的入侵流量样本,属于小样本条件。对此,提出了一种适用于小样本条件的网络入侵检测方法。该方法由数据包采样模块和元学习模块两部分组成,数据包采样模块用于对网络原始数据进行筛选、剪切与重组,元学习模块则用于特征提取、结果分类。在基于真实网络流量数据源构建的 3 个小样本数据集上的实验结果表明,该方法适用性好、收敛快,能有效减少异常点的出现,在 10 个训练样本下的检测率最高可达 99.29%,准确率最高可达97.93%,相比目前已有的算法,分别提升了0.12%和0.37%。

关键词: 入侵检测, 小样本, 元学习, 网络安全, 深度学习

Abstract:

Existing intrusion detection techniques often require numerous malicious samples for model training.However, in real-world scenarios, only a small number of intrusion traffic samples can be obtained, which belong to few-shot scenarios.To address this challenge, a network intrusion detection method designed for few-shot scenarios was proposed.The method comprised two main parts: a packet sampling module and a meta-learning module.The packet sampling module was used for filtering, segmenting, and recombining raw network data, while the meta-learning module was used for feature extraction and result classification.Experimental results based on three few-shot datasets constructed from real network traffic data sources show that the method exhibits good applicability and fast convergence and effectively reduces the occurrence of outliers.In the case of 10 training samples, the maximum achievable detection rate is 99.29%, while the accuracy rate can reach a maximum of 97.93%.These findings demonstrate a noticeable improvement of 0.12% and 0.37% respectively, in comparison to existing algorithms.

Key words: intrusion detection, few-shot, meta-learning, network security, deep learning

中图分类号: 

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