論文の概要: Filtering DDoS Attacks from Unlabeled Network Traffic Data Using Online
Deep Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.06805v1
- Date: Sat, 12 Dec 2020 12:39:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-10 05:11:40.080024
- Title: Filtering DDoS Attacks from Unlabeled Network Traffic Data Using Online
Deep Learning
- Title(参考訳): オンラインディープラーニングを用いたラベルなしネットワークトラフィックデータからのddos攻撃のフィルタリング
- Authors: Wesley Joon-Wie Tann, Jackie Tan Jin Wei, Joanna Purba, Ee-Chien Chang
- Abstract要約: DDoS攻撃は単純で効果的であり、20年以上経っても大きな脅威となる。
絶え間なく変化するプロファイル、ラベル付きデータの欠如、オンライン設定における制約のために、ディープラーニングソリューションの採用には課題があります。
本稿では,歴史的な$mathcal N$と,攻撃時に得られた$mathcal M$トラフィックを混合した2つのフレームワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.683035842994701
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: DDoS attacks are simple, effective, and still pose a significant threat even
after more than two decades. Given the recent success in machine learning, it
is interesting to investigate how we can leverage deep learning to filter out
application layer attack requests. There are challenges in adopting deep
learning solutions due to the ever-changing profiles, the lack of labeled data,
and constraints in the online setting. Offline unsupervised learning methods
can sidestep these hurdles by learning an anomaly detector $N$ from the
normal-day traffic ${\mathcal N}$. However, anomaly detection does not exploit
information acquired during attacks, and their performance typically is not
satisfactory. In this paper, we propose two frameworks that utilize both the
historic ${\mathcal N}$ and the mixture ${\mathcal M}$ traffic obtained during
attacks, consisting of unlabeled requests. We also introduce a machine learning
optimization problem that aims to sift out the attacks using ${\mathcal N}$ and
${\mathcal M}$. First, our proposed approach, inspired by statistical methods,
extends an unsupervised anomaly detector $N$ to solve the problem using
estimated conditional probability distributions. We adopt transfer learning to
apply $N$ on ${\mathcal N}$ and ${\mathcal M}$ separately and efficiently,
combining the results to obtain an online learner. Second, we formulate a
specific loss function more suited for deep learning and use iterative training
to solve it in the online setting. On publicly available datasets, our online
learners achieve a $99.3\%$ improvement on false-positive rates compared to the
baseline detection methods. In the offline setting, our approaches are
competitive with classifiers trained on labeled data.
- Abstract(参考訳): DDoS攻撃は単純で効果的であり、20年以上経っても大きな脅威となる。
最近の機械学習の成功を考えると、ディープラーニングを活用してアプリケーション層アタックリクエストをフィルタリングする方法を検討することは興味深い。
継続的に変化するプロファイル、ラベル付きデータの欠如、オンライン環境での制約など、ディープラーニングソリューションを採用する上での課題がある。
オフラインの教師なし学習手法は、通常の日当たりのトラフィック${\mathcal N}$から異常検出器$N$を学習することで、これらのハードルを回避できる。
しかし、異常検出は攻撃時に取得した情報を利用せず、その性能は一般的に満足できない。
本稿では,過去の${\mathcal N}$と,未ラベル要求からなる攻撃時に得られた${\mathcal M}$の混在を利用した2つのフレームワークを提案する。
また、${\mathcal N}$と${\mathcal M}$を使って攻撃を除去することを目的とした機械学習最適化問題も導入する。
まず,提案手法は統計的手法に触発され,教師なし異常検出器$n$を拡張し,推定条件付き確率分布を用いて解く。
我々は転送学習を採用して${\mathcal N}$と${\mathcal M}$を別々に効率的に適用し、その結果を組み合わせてオンライン学習者を得る。
第2に,深層学習に適した特定の損失関数を定式化し,オンライン環境での反復学習を用いて解く。
公開されているデータセットでは、オンライン学習者は、ベースライン検出法と比較して偽陽性率を99.3 %$改善する。
オフライン環境では、当社のアプローチはラベル付きデータでトレーニングされた分類器と競合する。
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