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1、第41卷第9期计算机研究与发展Vol141,No192004年9月JOURNALOFCOMPUTERRESEARCHANDDEVELOPMENTSep12004基于主成分分析的无监督异常检测关 健 刘大昕(哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨 150001)(guanjian@hrbeu1edu1cn)摘 要 入侵检测系统在训练过程中需要大量有标识的监督数据进行学习,不利于其应用和推广1为了解决该问题,提出了一种基于主成分分析的无监督异常检测方法,在最小均方误差原则下学习样本的主要特征,经过压缩和还原的互逆过程后能最大限度地复制
2、样本信息,从而根据均方误差的差异检测出异常信息1构建的仿真系统经过实验证明,基于主成分分析的无监督异常检测方法能够在无需专家前期参与的情况下检测出入侵,实验结果验证了其有效性1关键词 网络安全;异常检测;无监督学习;主成分分析中图法分类号 TP393108UnsupervisedAnomalyDetectionBasedonPrincipalComponentsAnalysisGUANJianandLIUDa2Xin(CollegeofComputerScienceandTechnology,HarbinEngineeringUniver
3、sity,Harbin150001)AbstractIntrusiondetectionsystemsneedamassofthelabeleddataintheprocessoftraining1IthamperstheapplicationandpopularityoftraditionalIDSs1Astudywasconductedtorealizetheautomationofthelearningprocessofthedetectionmodelswherethetrainingdataisunsupervised1Anov
4、elmethodofunsu2pervisedanomalydetectionbasedonprincipalcomponentsanalysis(PCA)ispresented1Themaincharac2teristicsofthetrainingsamplesarelearnedundertheprincipleofleastmeansquareerrors1Theinformationofthesamplesisduplicatedintheprocessofencodinganddecoding1Theanomalybehavi
5、orscanbedetectedaccordingtotheanomalyfactordefinedbythesquareerrorsbetweentheoriginalvectorandtheresultantone1TheexperimentofthesimulationsystemprovesthatthemethodofunsupervisedanomalydetectionbasedonPCAdoesnotneedtheparticipationofexpertsintheprophase1Theexperimentalresu
6、ltshowsitseffectiveness1Keywordsnetworksecurity;anomalydetection;unsupervisedlearning;principalcomponentsanalysis中的若干关键点收集信息并对其进行分析,从中发1 引 言现网络或系统中是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象1根据检测方法的不同,入侵检测技术可随着信息技术的发展,计算机成为社会生活中以分为两大类:一种是误用检测(misusedetection)必不可少的工具,大量重要的信息存储在系统中,同方法,已知的每种入侵方法都
7、表示成一条入侵规则,时,连入网络的计算机数量也在成倍增加,这些都使将采集到的信息与入侵规则集进行匹配确定入侵行得信息安全问题日益突出,各种安全技术成为计算为;另一种叫做异常检测(anomalydetection)方法,机科学领域的研究热点之一1其中,入侵检测作为它根据系统历史活动记录,为每个系统或用户建立一种主动防御技术引起研究人员的广泛兴趣1正常活动的模型,通过比较当前采集的信息与正常入侵检测技术通过对计算机网络或计算机系统活动模型之间的差异标记出异常信息1显然,异常收稿日期:2003-06-02;修回日期:2004-04-12©199
8、4-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net9期关 健等: