基于关联规则算法的校园网络安全审计系统的研究

论文摘要

计算机网络的快速发展使得网络数据共享的应用越来越广泛，同时也使得数据系统的安全管理变得越来越困难。网络安全审计作为实现网络信息安全的重要机制之一，对建立完善的信息安全保障体系具有重要的作用。传统的网络安全审计系统存在着检测准确率低、检测速度慢和自适应性差等问题。为了解决这些问题，近几年，出现了基于数据挖掘的网络安全审计系统，数据挖掘是一种新兴的、并且在很短时间内得到了广泛应用的先进的智能化数据分析方法。数据挖掘旨在从大量的数据中提取隐藏的预测性信息，发掘数据间潜在的模式，找出某些常被忽略的信息，以易于理解和观察的方式呈现给用户，可以更好的改进网络安全审计的效率。因此，研究数据挖掘在网络安全审计系统中的应用，具有重要的理论和实际意义。本文对网络安全审计系统和数据挖掘技术的现状和发展趋势做了大量的研究工作，并重点研究了关联规则算法，提出了基于标记域的FP-tree的挖掘算法。本文的主要工作有以下几点：第一，学习并研究网络安全审计系统和数据挖掘技术，找出数据挖掘和网络安全审计在技术上的结合点，提出了基于数据挖掘的网络安全审计系统；第二，重点研究了关联规则算法，学习相应的关联规则的Apriori算法和FP-Growth算法，针对这两种算法存在的问题进行研究，改进了算法，提出了基于标记域的FP-tree的挖掘算法，该算法为产生的FP树中的每个结点添加标志位（mark），使用标志位在原FP-Growth上标记每次操作时需要处理的结点，而不需要另外开辟空间来产生条件模式树，从而大大节省了内存空间，并提高了算法的时间效率；第三，将改进的关联规则算法应用到网络安全审计系统中，实现了异常行为和攻击检测，提高了审计速度和准确率。数据挖掘技术和基于数据挖掘的网络安全审计系统是都是目前研究的热点，本文改进了关联规则算法，并将其应用到网络安全审计系统中，实践表明改进的算法在时空效率方面优于原FP-Growth算法并且具有良好的伸缩性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 网络安全审计系统研究现状
• 1.3.2 关联规则挖掘算法研究现状
• 1.4 论文内容和组织结构
• 第2章 相关知识介绍
• 2.1 网络安全审计系统
• 2.1.1 网络安全系统的概念
• 2.1.2 网络安全审计中的重点问题
• 2.1.3 网络安全审计系统的功能
• 2.1.4 网络安全审计系统的体系结构
• 2.1.5 网络安全审计的标准规则
• 2.2 数据挖掘技术
• 2.2.1 数据挖掘的定义
• 2.2.2 数据挖掘的总体结构
• 2.2.3 数据挖掘的功能和分类
• 2.2.4 数据挖掘的应用和前景
• 2.3 基于数据挖掘的网络安全审计系统
• 2.3.1 研究现状：
• 2.3.2 基于数据挖掘的网络安全审计系统的优点
• 2.4 本章小结
• 第3章 关联规则挖掘的基本理论和算法
• 3.1 关联规则的基本理论
• 3.1.1 关联规则的定义及性质
• 3.1.2 关联规则的分类
• 3.1.3 关联规则的挖掘步骤
• 3.2 关联规则挖掘的基本算法
• 3.2.1 Apiroir 算法
• 3.2.2 FP Growth 算法
• 3.3 本章小结
• 第4章 改进的关联规则算法
• 4.1 基于标记域的FP-tree算法概述
• 4.1.1 基于标记域的FP-tree算法的提出
• 4.1.2 基于标记域的FP-tree算法结点数据结构
• 4.1.3 基于标记域的FP-tree算法的操作过程
• 4.2 基于标记域的FP-tree算法的挖掘过程
• 4.3 基于标记域的FP-tree算法与原FP-Growth算法的对比分析
• 4.3.1 空间性能上的对比分析
• 4.3.2 时间性能上的对比分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 改进的关联规则算法在网络安全审计系统中的应用
• 5.1 项目背景
• 5.2 项目实现的环境
• 5.3 数据准备和处理
• 5.4 功能实现与结果分析：
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果