Network Intrusion Detection Systems (NIDS) have been extensively investigated by monitoring real network traffic and analyzing suspicious activities. However, there are limitations in detecting specific types of attacks with NIDS, such as Advanced Persistent Threats (APT). Additionally, NIDS is restricted in observing complete traffic information due to encrypted traffic or a lack of authority. To address these limitations, a Host-based Intrusion Detection system (HIDS) evaluates resources in the host, including logs, files, and folders, to identify APT attacks that routinely inject malicious files into victimized nodes. In this study, a hybrid network intrusion detection system that combines NIDS and HIDS is proposed to improve intrusion detection performance. The feature flattening technique is applied to flatten two-dimensional host-based features into one-dimensional vectors, which can be directly used by traditional Machine Learning (ML) models. A two-stage collaborative classifier is introduced that deploys two levels of ML algorithms to identify network intrusions. In the first stage, a binary classifier is used to detect benign samples. All detected attack types undergo a multi-class classifier to reduce the complexity of the original problem and improve the overall detection performance. The proposed method is shown to generalize across two well-known datasets, CICIDS 2018 and NDSec-1. Performance of XGBoost, which represents conventional ML, is evaluated. Combining host and network features enhances attack detection performance (macro average F1 score) by 8.1% under the CICIDS 2018 dataset and 3.7% under the NDSec-1 dataset. Meanwhile, the two-stage collaborative classifier improves detection performance for most single classes, especially for DoS-LOIC-UDP and DoS-SlowHTTPTest, with improvements of 30.7% and 84.3%, respectively, when compared with the traditional ML XGBoost.


翻译:网络入侵检测系统(NIDS)通过监测实时网络流量并分析可疑活动已得到广泛研究。然而,NIDS在检测特定类型攻击(如高级持续性威胁APT)时存在局限性。此外,由于加密流量或缺乏权限,NIDS在获取完整流量信息方面也受到限制。为克服这些局限,基于主机的入侵检测系统(HIDS)通过评估主机内资源(包括日志、文件和文件夹)来识别常向受害节点注入恶意文件的APT攻击。本研究提出一种结合NIDS与HIDS的混合型网络入侵检测系统,以提升入侵检测性能。采用特征扁平化技术将二维主机特征转化为一维向量,使其可直接被传统机器学习(ML)模型使用。引入两阶段协作分类器,通过部署两层ML算法识别网络入侵:第一阶段使用二分类器检测良性样本,所有检测到的攻击类型进入多分类器处理,以降低原始问题复杂度并提升整体检测性能。实验表明,该方法在两个知名数据集CICIDS 2018与NDSec-1上具有良好的泛化能力。评估了代表传统ML的XGBoost性能:结合主机与网络特征后,攻击检测性能(宏平均F1分数)在CICIDS 2018数据集上提升8.1%,在NDSec-1数据集上提升3.7%。同时,相较于传统ML方法XGBoost,两阶段协作分类器在多数单一类别上提升了检测性能,尤其对DoS-LOIC-UDP和DoS-SlowHTTPTest的检测效果分别提升30.7%和84.3%。

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
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
1+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
3+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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
1+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
3+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