Packet-Level and Flow-Level Network Intrusion Detection Based on Reinforcement Learning and Adversarial Training
Notice bibliographique
Résumé
Powered by advances in information and internet technologies, network-based applications have developed rapidly, and cybersecurity has grown more critical. Inspired by Reinforcement Learning (RL) success in many domains, this paper proposes an Intrusion Detection System (IDS) to improve cybersecurity. The IDS based on two RL algorithms, i.e., Deep Q-Learning and Policy Gradient, is carefully formulated, strategically designed, and thoroughly evaluated at the packet-level and flow-level using the CICDDoS2019 dataset. Compared to other research work in a similar line of research, this paper is focused on providing a systematic and complete design paradigm of IDS based on RL algorithms, at both the packet and flow levels. For the packet-level RL-based IDS, first, the session data are transformed into images via an image embedding method proposed in this work. A comparison between 1D-Convolutional Neural Networks (1D-CNN) and CNN for extracting features from these images (for further RL agent training) is drawn from the quantitative results. In addition, an anomaly detection module is designed to detect unknown network traffic. For flow-level IDS, a Conditional Generative Adversarial Network (CGAN) and the ε-greedy strategy are adopted in designing the exploration module for RL agent training. To improve the robustness of the intrusion detection, a sample agent with a complement reward policy of the RL agent is introduced for the purpose of adversarial training. The experimental results of the proposed RL-based IDS show improved results over the state-of-the-art algorithms presented in the literature for packet-level and flow-level IDS.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».