基于人工神经网络的入侵检测技术研究

基于人工神经网络的入侵检测技术研究

论文摘要

日益增长的网络服务需求,不断地牵引网络安全技术的发展,入侵检测作为一种主动防御安全防护技术,成为当前网络与信息安全领域的研究热点之一。传统入侵检测系统(Intrusion Detection System,IDS)由于检测规则库难于及时更新、统计模型难以建立等问题,存在着较高的误报率和漏报率,特别对拒绝服务攻击等入侵行为更是难以检测。因此,在新的入侵检测技术发展中,将人工神经网络技术融入到入侵检测系统是其中一个重要的研究方向。论文针对传统的入侵检测系统在检测拒绝服务攻击方面存在的不足,基于人工神经网络技术展开入侵检测技术的研究,所做的主要工作有:(1)在深入研究现有入侵检测系统工作原理和工作流程的基础上,提出了一种基于人工神经网络技术的拒绝服务攻击的入侵检测方法,通过在检测特征中加入与时间、连接状态以及服务相关的属性,可实现基于网络数据包级的入侵检测。(2)设计和实现了一个基于人工神经网络的入侵检测系统。同时,设计了一个神经网络与Snort系统相结合的入侵检测模型,以充分发挥误用检测与异常检测两大技术的优势。为进一步降低入侵检测系统的误报率,提出了一种基于信息回馈检测技术的改进方案。(3)对实现的系统原型进行了实验。从入侵检测系统标准评估数据集中提取训练和测试数据,对采用不同神经网络技术的系统进行对比实验,结果表明本文算法在拒绝服攻击检测方面具有优势,且对于大量的训练样本,RBF算法比BP算法在该检测模型中具有更好的效果。研究结果表明本文系统对拒绝服务攻击等入侵行为具有较高的检测率和较低的误报率,且对未知的攻击行为具有较高的检测能力,对入侵技术的研究与工程实践具有重要的参考意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 网络安全与入侵检测
  • 1.1.2 入侵检测研究现状
  • 1.2 研究目的
  • 1.3 研究内容
  • 1.4 论文结构
  • 第二章 相关技术研究
  • 2.1 入侵检测技术
  • 2.1.1 IDS通用模型
  • 2.1.2 入侵检测系统的分类
  • 2.1.3 Snort入侵检测系统研究
  • 2.2 人工神经网络技术
  • 2.2.1 神经元的基本原理
  • 2.2.2 神经网络的互连结构
  • 2.2.3 BP神经网络
  • 2.2.4 RBF神经网络
  • 2.3 基于人工神经网络的入侵检测技术
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 基于人工神经网络的入侵检测系统设计与实现
  • 3.1 系统总体框架设计
  • 3.2 数据包捕获模块
  • 3.3 数据包解析模块
  • 3.3.1 TCP/IP协议介绍
  • 3.3.2 数据结构说明
  • 3.4 数据预处理模块
  • 3.4.1 常见拒绝服务攻击分析
  • 3.4.2 提取的检测特征
  • 3.4.3 各协议链表结点结构及链表更新流程
  • 3.5 神经网络模块
  • 3.6 基于神经网络的入侵检测与传统入侵检测系统的融合
  • 3.6.1 基于人工神经网络的入侵检测与传统入侵检测的相互补充
  • 3.6.2 神经网络与 Snort相结合的入侵检测模型
  • 3.7 基于信息回馈检测技术的 Snort优化研究
  • 3.8 本章小结
  • 第四章 实验方法与结果分析
  • 4.1 实验数据来源
  • 4.1.1 DARPA1999数据集
  • 4.1.2 数据提取
  • 4.2 实验过程与结果分析
  • 4.2.1 评估指标
  • 4.2.2 实验过程与结果
  • 4.2.3 实验结果分析
  • 4.3 其他对比实验
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 相关论文文献

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