BP神经网络在入侵检测领域中的研究与应用
这是一篇关于入侵检测,过采样,BP神经网络,遗传算法,纠错输出码,入侵检测系统的论文, 主要内容为伴随5G的发展和新冠肺炎疫情的出现,网络流量激增,网络安全问题再次被放在聚光灯下。建立入侵检测系统是网络安全的重要实现手段,它可以在网络攻击显现的早期发现异常状况。机器学习方法常被应用于入侵检测领域,它将网络攻击的识别问题转化为网络流量的分类预测问题。传统的入侵检测模型难以识别新型的网络攻击,对现在不断创新、层出不穷的网络攻击识别效果不尽如人意。为了提高入侵检测系统的性能,本文主要建立了二分类与多分类两个混合入侵检测模型。通过对公开数据集UNSW-NB15数据集的数据情况、特征情况等进行分析,发现数据不平衡问题在入侵检测数据集中广泛存在。针对这一问题,本文将经典的SMOTE过采样方法进行改良,提出了一种只对边界点按一定概率采样的过采样方法Probabilistic SMOTE,有效地解决了数据失衡问题。针对正常网络行为和攻击行为的预测判别,也即入侵检测的二分类识别问题。本文提出了一种基于遗传算法优化的BP神经网络的识别模型。利用遗传算法优秀的全局搜索能力对传统BP神经网络中难以确定的初始权值和阈值进行选择。由于遗传算法只靠选择、交叉等演变方法来演化个体,这会导致个体受随机因素扰动从而在限定的迭代轮次内无法到达全局最优点。因此本文提出了个体移动操作,将该操作加入遗传算法中以加强每一个体的收敛速度,从而保证在有限的演化轮次内算法收敛至全局最优点。最终使用召回率、准确率等指标将本文模型与其他传统机器学习模型及其他文献提出算法作比较,结果表明,本研究提出的混合检测模型有较高的召回率和较低的运行时间,在入侵检测任务中表现优秀。针对识别每一攻击行为是哪一种具体网络攻击的问题,也即入侵检测的多分类识别问题,本文提出了一种基于纠错输出码的多分类混合入侵检测模型。针对纠错矩阵难以确定的问题,使用本文中提出的全局搜索能力强的改良遗传算法进行搜索。由于多分类任务较为复杂,运行时间较长,本文又使用机器学习的可解释特征重要度衡量指标SHAP值对数据集中的特征进行筛选。最终经过与其他传统机器学习算法和其他文献提出的模型进行对比,虽然所有方法识别准确率都不尽如人意,但本文方法具有一定的优势。最后为了将本文提出的算法模型应用于实际软件系统的网络入侵检测场景中,开发了基于SpringBoot、Vue等技术的入侵检测系统。该系统使用HTML、CSS和JavaScript技术进行前端页面开发,使用Spring、SpringMVC和Mabatis技术进行后端系统开发,数据库使用MySQL技术进行编写。该系统有效地将前后端系统与实现算法的Python脚本相结合,把检测模型用系统页面加以实现,同时实现了系统基本的用户管理等功能。该系统为入侵检测算法模型应用于企业实际软件系统的网络环境检测提供了有效的参考。
电子商务中基于行为模型的入侵检测系统研究
这是一篇关于入侵检测系统,行为模型,Spring-framework,Hibernate的论文, 主要内容为随着互联网技术的发展,电子商务安全成了信息安全领域新的研究热点。电子商务是互联网应用发展的必然趋势,也是商业金融贸易中越来越重要的经营模式。信息安全是保证电子商务健康有序发展的关键因素。 将入侵检测系统引用到电子商务中是较为有效的解决方案,本课题就是研究入侵检测系统的一种算法——行为模型。行为模型算法与其他的算法(如:数据挖掘、专家系统)相比,其算法比较简单,更加容易实现。 本文在绪论部分着重分析了电子商务的安全现状,随后介绍了目前国内外在信息安全方面的研究进展。第2章开始进入了课题的研究内容。该章在分析一般入侵检测系统组成的基础上引出基于行为模型算法的入侵检测系统框架。第3、4、5、6章详细的介绍了行为模型入侵检测系统的四大组件:Web代理、分析引擎、数据库、响应模块。通过这些组件的介绍,可以对入侵检测系统组成和行为模型算法原理有一个更全面、深入的了解。第7章介绍了相关的两个技术:Spring-framework和Hibernate。最后在第8章对该系统做了相关的性能和入侵测试,主要有目录遍历攻击、SQL注射攻击、隐藏域攻击。实验表明,基于行为模型算法的入侵检测系统对现有的攻击可以起到很好的防御作用,对于未出现的攻击行为在出现后通过学习模式也有很好的抵御功能。 对比现有的入侵检测系统,基于行为模型算法的入侵检测系统有其自身的优点,它可以弥补现有入侵检测技术的缺陷,它得出的结果更加准确和有效,从而使用户能够采取更加及时和准确的响应。此外,该系统还具有良好的跨平台性。 总之,基于行为模型算法的入侵检测系统是电子商务的合理补充,它确保了客户交流和网上交易的安全性、合法性。不过,入侵检测技术作为一种发展中的技术,还有待进一步的研究和完善。
针对APT攻击恶意流量的混合式检测防御平台的设计与实现
这是一篇关于网络安全,入侵检测系统,高级持续性威胁,网络杀伤链的论文, 主要内容为在互联网技术发展迅速并且在世界范围内快速普及的今天,其已经推动人类社会快速发展的重要动力。然而,高级持续性威胁(Advanced Persistent Threat,APT)这一新型攻击手段正在不断破坏着网络空间,已经成为企业组织网络安全的严重威胁,并且以其为主要手段的网络空间破坏活动在未来会更加频繁。目前对APT攻击的检测防御存在两大难点,一是对检测方法的特征覆盖度要求高,二是报警数据的挖掘分析难度大。为了实现对APT攻击的有效检测与防御,上述两个难点亟须解决。针对APT攻击检测与防御的两大难点,本文调研了混合式入侵检测系统和网络攻击建模的相关工作,并设计实现了一套针对APT攻击恶意流量的检测防御平台。检测防御平台提出了一种混合式检测方案来检测多种类型的APT攻击,方案采用了基于签名、基于行为和基于神经网络的检测技术,结合了传统检测技术的准确性和神经网络检测技术的通用性;此外,检测防御平台采用知识图谱来存储多源异构的安全信息,并结合网络杀伤链模型对威胁信息进行建模,实现了安全信息的快速检索和高效分析,能够推导出潜在的网络威胁,便于安全管理人员做出防御决策。上述两方面的工作使得检测防御平台在检测出APT攻击步骤的同时,能够推理出APT攻击的完整攻击链,从整体上检测防御APT攻击。为了测试检测防御平台的检测性能和检测功能,本文设计了检测性能实验、检测功能实验和真实场景攻防实验,实验结果表明本文提出的检测防御平台在流量回放环境下能够检测出APT攻击的典型步骤,准确率达98%以上;并且能够完整检测真实场景中的APT攻击链,同时预警潜在攻击。平台已部署在国家电网下属某企业的生产环境中进行过应用示范展示,对未来的APT攻击的检测防御具有参考意义。
基于Snort的高速网络入侵检测系统的设计与实现
这是一篇关于入侵检测系统,Snort,PFRING,入侵检测查询分析系统的论文, 主要内容为当今社会,网络在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。网络给人们带来了便利,但是它的安全问题也凸显的越来越重要。在传统的网络安全解决方案中,防火墙等工具扮演着重要的角色。而防火墙不能抵御来自网络内部的攻击。在这种情况下,入侵检测系统出现了,它可以在防火墙的基础上为网络提供进一步的安全保障,成为网络安全领域的研究热点。在高速网络环境下,如何实现入侵检测的高速处理和分析能力对入侵检测来说是一个挑战。Snort作为一个典型的开源网络入侵检测系统目前在全世界已经得到广泛应用。基于此,本文选择了基于Snort的高速网络入侵检测系统作为研究方向。本文首先分析了本课题的理论基础入侵检测。入侵检测是用于检测网络和主机系统上的恶意行为的技术和方法。入侵者的特征,就像计算机病毒一样,可以被软件检测到。如果数据包中含有和入侵有关的特征或者和互联网协议有关的异常行为,就可以判断这是入侵行为。入侵检测系统根据特征或者规则就能够发现可疑行为,记录下来,并且生成警告通知用户。基于异常的入侵检测系统通常依靠协议头部的异常来判断入侵。在某些情况下,基于异常的入侵检测系统比基于特征的入侵检测系统的效果要好。入侵检测系统通常从网络捕获数据,应用规则或者检测其中的异常。本文提出了基于Snort的高速网络入侵检测系统的总体设计方案。为了适应高速网络环境,我们改造了Snort的数据包捕获模块,使用了PFRING技术来实现对数据包的高速捕获,通过开启多个Snort进程实现对数据包的高速处理。另外一个重要工作是设计和实现了入侵检测查询分析系统模块,它可以把警告数据方便的展示在用户面前,实现警告数据的可视化显示。它主要包括查询模块、绘图模块、统计模块和警报群组模块。在数据包捕获模块设计与实现的章节中首先分析了提高捕获包效率的相关技术,然后介绍了PFRING技术和接口函数,以及PFRING的内部工作流程。我们用PFRING技术实现对数据包的高速捕获。并且对PF RING+SNORT进行了安装配置和测试。在入侵检测查询分析系统模块设计与实现中对入侵检测查询分析系统进行了概要设计、详细设计和数据库设计。然后介绍了它的主要页面：首页设计、创建警报群组、搜索和生成图示等。接着介绍了入侵检测查询分析系统的安装配置。最后对系统进行了测试。目前该系统已经在山东大学的学校服务器上进行了部署,运行了一年多的时间,获得全部警告数80多万条,取得了较好的运行效果。
网络安全中入侵检测系统的设计与实现
这是一篇关于网络安全,入侵检测系统,入侵检测引擎,网络数据采集,审计数据采集的论文, 主要内容为网络安全中的入侵检测是对计算机系统资源和网络资源的恶意行为进行识别和响应。网络安全中的入侵检测系统是近年来出现的新型网络安全技术，也是重要的网络安全工具，它可以对系统或网络资源进行实时检测，及时发现闯入系统或网络的入侵者，也可预防合法用户的误操作。 本文首先讨论了信息安全与网络安全的关系、安全性威胁、黑客的入侵过程、系统和网络中的安全漏洞。然后简单的介绍了入侵检测系统的现状，对两种入侵检测系统的比较，提出了将基于主机和基于网络的入侵检测技术相结合的入侵检测系统。结合实际的项目开发，重点介绍了网络安全中入侵检测系统的设计思想与实现的关键技术。 入侵检测系统中的入侵检测引擎的设计和实现是本文的核心部分。在该入侵检测系统中有两个入侵检测引擎：一个是基于统计分析方法的异常检测引擎；另一个是基于攻击模式库的特征模式匹配检测引擎。本文对入侵检测系统的审计数据采集、网络数据采集、攻击模式库的设计、报警和响应、信息发布等模块中的设计和实现技术作了论述。
基于Snort的高速网络入侵检测系统的设计与实现
这是一篇关于入侵检测系统,Snort,PFRING,入侵检测查询分析系统的论文, 主要内容为当今社会,网络在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。网络给人们带来了便利,但是它的安全问题也凸显的越来越重要。在传统的网络安全解决方案中,防火墙等工具扮演着重要的角色。而防火墙不能抵御来自网络内部的攻击。在这种情况下,入侵检测系统出现了,它可以在防火墙的基础上为网络提供进一步的安全保障,成为网络安全领域的研究热点。在高速网络环境下,如何实现入侵检测的高速处理和分析能力对入侵检测来说是一个挑战。Snort作为一个典型的开源网络入侵检测系统目前在全世界已经得到广泛应用。基于此,本文选择了基于Snort的高速网络入侵检测系统作为研究方向。本文首先分析了本课题的理论基础入侵检测。入侵检测是用于检测网络和主机系统上的恶意行为的技术和方法。入侵者的特征,就像计算机病毒一样,可以被软件检测到。如果数据包中含有和入侵有关的特征或者和互联网协议有关的异常行为,就可以判断这是入侵行为。入侵检测系统根据特征或者规则就能够发现可疑行为,记录下来,并且生成警告通知用户。基于异常的入侵检测系统通常依靠协议头部的异常来判断入侵。在某些情况下,基于异常的入侵检测系统比基于特征的入侵检测系统的效果要好。入侵检测系统通常从网络捕获数据,应用规则或者检测其中的异常。本文提出了基于Snort的高速网络入侵检测系统的总体设计方案。为了适应高速网络环境,我们改造了Snort的数据包捕获模块,使用了PFRING技术来实现对数据包的高速捕获,通过开启多个Snort进程实现对数据包的高速处理。另外一个重要工作是设计和实现了入侵检测查询分析系统模块,它可以把警告数据方便的展示在用户面前,实现警告数据的可视化显示。它主要包括查询模块、绘图模块、统计模块和警报群组模块。在数据包捕获模块设计与实现的章节中首先分析了提高捕获包效率的相关技术,然后介绍了PFRING技术和接口函数,以及PFRING的内部工作流程。我们用PFRING技术实现对数据包的高速捕获。并且对PF RING+SNORT进行了安装配置和测试。在入侵检测查询分析系统模块设计与实现中对入侵检测查询分析系统进行了概要设计、详细设计和数据库设计。然后介绍了它的主要页面：首页设计、创建警报群组、搜索和生成图示等。接着介绍了入侵检测查询分析系统的安装配置。最后对系统进行了测试。目前该系统已经在山东大学的学校服务器上进行了部署,运行了一年多的时间,获得全部警告数80多万条,取得了较好的运行效果。
基于Agent和蚁群算法的分布式入侵防御系统的设计与实现
这是一篇关于入侵检测系统,SSH框架,Java智能体开发框架,蚁群算法的论文, 主要内容为随着网络技术的蓬勃发展,网络服务给人类的生活和工作带来了巨大的便利,但与此同时,网络的安全性也暴露在眼前。近年来,各种网络攻击事件屡见不鲜,不久前一款名叫WannaCry的勒索病毒席卷全球,对组织、企业和国家都带来了巨大的损失和影响。因此,搭建和完善分布式入侵检测系统将对计算机网络安全发挥至关重要的作用。然而,目前大部分分布式入侵检测系统都难以投入使用,首先,由于各种网络攻击事件的手段层出不穷,系统对各种攻击手段的检测技术难以攻破,其次,对已检测到的攻击事件难以预防或修复。针对这一问题,本文设计并实现了基于Agent和蚁群算法的分布式入侵防御系统。本文通过对目前国内外分布式入侵检测系统的使用现状进行研究,对该系统进行了需求分析,之后通过对SSH框架等的相关技术进行深入学习,完成分布式入侵防御系统的详细设计和编码实现。最后,本文对该系统进行了详细的功能测试、兼容性测试和性能测试。整篇论文的主要工作内容如下:1.通过对入侵检测系统使用现状的分析,本文具体描述了基于Agent和蚁群算法的分布式入侵防御系统的研究背景与意义。之后,通过概述前人的研究现状给出了本文的研究内容和目标,并给出了论文的组织结构与主要工作内容。2.详细介绍了实现分布式入侵防御系统的关键技术,主要包括J2EE架构、SSH框架、JADE框架和蚁群算法,并对Struts2、Spring、Hibernate等技术做了简单的介绍。3.对系统进行可行性分析,并从功能需求和技术指标需求对系统进行了详细的需求分析,给出了系统的总体架构设计、系统组成和功能设计,并从管理子系统和Agent子系统对系统进行了详细的设计,最后对数据库进行了分析与设计,从数据库的概念设计和逻辑设计进行了详细介绍。4.根据系统的需求分析和详细设计,实现了系统的管理子系统模块、Agent子系统模块的编码和数据库的构建,并以系统效果图、功能流程图和核心代码的方式展示了系统的概貌。5.对系统进行详细的功能测试、兼容性测试和性能测试,并生成详细的测试表格和测试步骤,方便测试人员继续执行和改进对系统的测试方案,保证系统的稳定和顺畅运行。通过上述的工作,对系统设计和实现过程中遇到的问题进行总结和归类,以便以后更好的优化和维护该系统,使系统更加的智能和高效,应用的范围更加广泛。
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