This paper presents the FlowTransformer framework, a novel approach for implementing transformer-based Network Intrusion Detection Systems (NIDSs). FlowTransformer leverages the strengths of transformer models in identifying the long-term behaviour and characteristics of networks, which are often overlooked by most existing NIDSs. By capturing these complex patterns in network traffic, FlowTransformer offers a flexible and efficient tool for researchers and practitioners in the cybersecurity community who are seeking to implement NIDSs using transformer-based models. FlowTransformer allows the direct substitution of various transformer components, including the input encoding, transformer, classification head, and the evaluation of these across any flow-based network dataset. To demonstrate the effectiveness and efficiency of the FlowTransformer framework, we utilise it to provide an extensive evaluation of various common transformer architectures, such as GPT 2.0 and BERT, on three commonly used public NIDS benchmark datasets. We provide results for accuracy, model size and speed. A key finding of our evaluation is that the choice of classification head has the most significant impact on the model performance. Surprisingly, Global Average Pooling, which is commonly used in text classification, performs very poorly in the context of NIDS. In addition, we show that model size can be reduced by over 50\%, and inference and training times improved, with no loss of accuracy, by making specific choices of input encoding and classification head instead of other commonly used alternatives.


翻译:本文提出FlowTransformer框架,这是一种用于实现基于Transformer的网络入侵检测系统(NIDS)的创新方法。FlowTransformer充分发挥了Transformer模型在识别网络长期行为与特性方面的优势,而这些特征往往被现有大多数NIDS所忽视。通过捕获网络流量中的复杂模式,FlowTransformer为网络安全领域的研究人员和实践者提供了一种灵活高效的工具,使其能够基于Transformer模型实现NIDS。该框架支持直接替换包括输入编码、Transformer模块、分类头在内的各组件,并在任意基于流特征的网络数据集上对其进行评估。为验证FlowTransformer框架的有效性与效率,我们利用其在三个常用公开NIDS基准数据集上对GPT 2.0和BERT等多种常见Transformer架构进行了全面评估,并提供了准确率、模型大小和运行速度等指标。评估的关键发现是分类头的选择对模型性能影响最为显著。令人意外的是,文本分类中常用的全局平均池化方法在NIDS场景下表现极差。此外,研究表明,通过选择特定的输入编码与分类头而非其他常用方案,可在不损失准确率的前提下将模型大小缩减50%以上,并显著提升推理与训练速度。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8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
6+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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月13日
Arxiv
1+阅读 · 2023年6月9日
Arxiv
11+阅读 · 2022年3月16日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】自然语言处理(NLP)指南
机器学习研究会
35+阅读 · 2017年11月17日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
相关基金
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
6+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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员