Detección de intrusos en redes a nivel de paquete y a nivel de flujo basada en aprendizaje por refuerzo y entrenamiento adversarial
Autores: Yang, Bin; Arshad, Muhammad Haseeb; Zhao, Qing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Detección de intrusos en redes a nivel de paquete y a nivel de flujo basada en aprendizaje por refuerzo y entrenamiento adversarial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Avances en tecnologías de la información
Aplicaciones basadas en redes
Ciberseguridad
Aprendizaje por Refuerzo
Sistema de Detección de Intrusos
IDS
Algoritmos de RL
Aprendizaje Profundo de Q
Gradiente de Política
A nivel de paquete
A nivel de flujo
Conjunto de datos CICDDoS2019
Método de incrustación de imagen
Redes Neuronales Convolucionales 1D
Módulo de detección de anomalías
Red Generativa Adversarial Condicional
Estrategia epsilon-greedy
Módulo de exploración
Robustez
Agente de muestra
Política de recompensa
Entrenamiento adversarial
Resultados experimentales.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Impulsado por los avances en tecnologías de la información e internet, las aplicaciones basadas en redes han desarrollado rápidamente, y la ciberseguridad se ha vuelto más crítica. Inspirado por el éxito del Aprendizaje por Refuerzo (RL) en muchos dominios, este documento propone un Sistema de Detección de Intrusiones (IDS) para mejorar la ciberseguridad. El IDS basado en dos algoritmos de RL, es decir, Deep Q-Learning y Policy Gradient, está cuidadosamente formulado, diseñado estratégicamente y evaluado a nivel de paquete y nivel de flujo utilizando el conjunto de datos CICDDoS2019. En comparación con otros trabajos de investigación en una línea similar de investigación, este documento se enfoca en proporcionar un paradigma de diseño sistemático y completo de IDS basado en algoritmos de RL, tanto a nivel de paquete como de flujo. Para el IDS basado en RL a nivel de paquete, primero, los datos de sesión se transforman en imágenes a través de un método de incrustación de imágenes propuesto en este trabajo. Se realiza una comparación entre Redes Neuronales Convolucionales 1D (1D-CNN) y CNN para extraer características de estas imágenes (para el posterior entrenamiento del agente de RL) a partir de los resultados cuantitativos. Además, se diseña un módulo de detección de anomalías para detectar tráfico de red desconocido. Para el IDS a nivel de flujo, se adopta una Red Generativa Adversaria Condicional (CGAN) y la estrategia -greedy en el diseño del módulo de exploración para el entrenamiento del agente de RL. Para mejorar la robustez de la detección de intrusiones, se introduce un agente de muestra con una política de recompensa complementaria del agente de RL con el propósito de entrenamiento adversarial. Los resultados experimentales del IDS propuesto basado en RL muestran resultados mejorados sobre los algoritmos de vanguardia presentados en la literatura para IDS a nivel de paquete y nivel de flujo.
Descripción
Impulsado por los avances en tecnologías de la información e internet, las aplicaciones basadas en redes han desarrollado rápidamente, y la ciberseguridad se ha vuelto más crítica. Inspirado por el éxito del Aprendizaje por Refuerzo (RL) en muchos dominios, este documento propone un Sistema de Detección de Intrusiones (IDS) para mejorar la ciberseguridad. El IDS basado en dos algoritmos de RL, es decir, Deep Q-Learning y Policy Gradient, está cuidadosamente formulado, diseñado estratégicamente y evaluado a nivel de paquete y nivel de flujo utilizando el conjunto de datos CICDDoS2019. En comparación con otros trabajos de investigación en una línea similar de investigación, este documento se enfoca en proporcionar un paradigma de diseño sistemático y completo de IDS basado en algoritmos de RL, tanto a nivel de paquete como de flujo. Para el IDS basado en RL a nivel de paquete, primero, los datos de sesión se transforman en imágenes a través de un método de incrustación de imágenes propuesto en este trabajo. Se realiza una comparación entre Redes Neuronales Convolucionales 1D (1D-CNN) y CNN para extraer características de estas imágenes (para el posterior entrenamiento del agente de RL) a partir de los resultados cuantitativos. Además, se diseña un módulo de detección de anomalías para detectar tráfico de red desconocido. Para el IDS a nivel de flujo, se adopta una Red Generativa Adversaria Condicional (CGAN) y la estrategia -greedy en el diseño del módulo de exploración para el entrenamiento del agente de RL. Para mejorar la robustez de la detección de intrusiones, se introduce un agente de muestra con una política de recompensa complementaria del agente de RL con el propósito de entrenamiento adversarial. Los resultados experimentales del IDS propuesto basado en RL muestran resultados mejorados sobre los algoritmos de vanguardia presentados en la literatura para IDS a nivel de paquete y nivel de flujo.