Distributed Denial of Service (DDoS) attacks are getting increasingly harmful to the Internet, showing no signs of slowing down. Developing an accurate detection mechanism to thwart DDoS attacks is still a big challenge due to the rich variety of these attacks and the emergence of new attack vectors. In this paper, we propose a new tree-based DDoS detection approach that operates on a flow as a stream structure, rather than the traditional fixed-size record structure containing aggregated flow statistics. Although aggregated flow records have gained popularity over the past decade, providing an effective means for flow-based intrusion detection by inspecting only a fraction of the total traffic volume, they are inherently constrained. Their detection precision is limited not only by the lack of packet payloads, but also by their structure, which is unable to model fine-grained inter-packet relations, such as packet order and temporal relations. Additionally, inferring aggregated flow statistics must wait for the complete flow to end. Here we show that considering flow inputs as variable-length streams composed of their associated packet headers, allows for very accurate and fast detection of malicious flows. We evaluate our proposed strategy on the CICDDoS2019 and CICIDS2017 datasets, which contain a comprehensive variety of DDoS attacks. Our approach matches or exceeds existing machine learning techniques' accuracy, including state-of-the-art deep learning methods. Furthermore, our method achieves significantly earlier detection, e.g., with CICDDoS2019 detection based on the first 2 packets, which corresponds to an average time-saving of 99.79% and uses only 4--6% of the traffic volume.


翻译:分布式拒绝服务(DDoS)攻击对互联网的危害日益加剧,且未见减缓趋势。由于攻击类型繁多且新型攻击向量不断涌现,开发精准的DDoS攻击检测机制仍面临重大挑战。本文提出一种基于树结构的DDoS检测新方法,该方法以流作为流式结构进行处理,而非传统包含聚合流统计信息的固定大小记录结构。尽管聚合流记录在过去十年间广受欢迎,通过仅检查总流量的一小部分即可实现有效的基于流的入侵检测,但其本身存在固有局限性。其检测精度不仅受限于缺乏数据包有效载荷,还受限于其结构无法建模细粒度的包间关系(如包顺序及时序关系)。此外,推导聚合流统计信息必须等待完整流结束。本研究表明,将流输入视为由关联包头组成的变长流,可实现恶意流的高精度快速检测。我们在包含多种DDoS攻击场景的CICDDoS2019和CICIDS2017数据集上评估了所提策略。该方法匹配或超越了现有机器学习技术(包括最先进的深度学习方法)的准确率。更重要的是,本方法实现了显著更早的检测——例如基于前2个数据包即可完成CICDDoS2019检测,相当于平均节省99.79%的时间,且仅需使用4%-6%的流量数据。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
8+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
20+阅读 · 6月2日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员