基于机器学习的网络异常流量检测方法_张晓艳1

【基于机器学习的网络异常流量检测方法】 网络异常流量检测是网络安全领域的重要研究课题，它涉及到互联网技术的快速发展和日益复杂的网络环境。异常流量数据，包括Alpha Anomaly、DDoS、Port Scan等不同类型的异常流量，对个人和国家的计算机安全构成严重威胁。这些异常流量可能源于恶意行为或网络软硬件故障，导致网络稳定性下降和潜在的安全隐患。 1. 网络异常流量类型 - Alpha Anomaly 异常流量：这种流量指的是高速点对点的非正常数据传输，其特征主要体现在字节数和分组数的异常增加。 - DDoS 异常流量：分布式拒绝服务攻击，通过大量源头向单一目标发送请求，导致服务瘫痪。检测特征包括分组数、源IP地址、流计数和目的IP地址。 - Port Scan 异常流量：针对特定端口的探测活动，可能是为了寻找漏洞或进行入侵。检测特征通常涉及目的端口总数。 - Network Scan 异常流量：更广泛的网络扫描行为，尝试发现网络中的弱点。检测特征可能涵盖目的IP总数、源IP总数等。 - Worms 异常流量：蠕虫病毒传播导致的流量异常，可能导致网络拥堵。 - Flash Crowd 异常流量：短时间内大量用户访问同一资源，如热门事件或新闻报道，可能会对服务器造成压力。 2. 机器学习在检测中的应用 传统检测方法如基于规则的系统和统计模型在应对复杂异常流量时往往力不从心。因此，研究者转向了机器学习，利用其自适应性和泛化能力来提高检测效率和准确性。文中提到的改进型ANFIS（Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System）算法是一种融合模糊逻辑和神经网络的智能模型，能有效处理非线性问题。 - 改进型ANFIS算法：针对传统神经网络算法（如BP神经网络）在训练过程中可能出现的局部最小值问题，通过附加动量算法优化模型参数，提高训练效率并避免陷入局部最优，从而提升检测性能。 3. 性能比较 通过KDD CUP99数据集和LBNL实验室的数据进行测试，改进型ANFIS算法相对于BP神经网络显示出更高的训练效率和检测准确率。这表明机器学习方法在异常流量检测中具有显著优势，能够更好地适应不断变化的网络环境和新的威胁模式。 基于机器学习的网络异常流量检测方法，如改进型ANFIS，为网络安全提供了一种有效且灵活的解决方案。通过对各种异常流量类型的深入理解，结合先进的算法，可以增强网络防御能力，保护网络资源免受恶意攻击。未来的研究将继续探索更高效、更精准的检测技术，以应对不断演变的网络威胁。