Machine learning-enabled hybrid intrusion detection system with host data transformation and an advanced two-stage classifier
Notice bibliographique
Résumé
Network Intrusion Detection Systems (NIDS) have been extensively investigated by monitoring real network traffic and analyzing suspicious activities. However, there are limitations in detecting specific types of attacks with NIDS, such as Advanced Persistent Threats (APT). Additionally, NIDS is restricted in observing complete traffic information due to encrypted traffic or a lack of authority. To address these limitations, a Host-based Intrusion Detection system (HIDS) evaluates resources in the host, including logs, files, and folders, to identify APT attacks that routinely inject malicious files into victimized nodes. In this study, a hybrid network intrusion detection system that combines NIDS and HIDS is proposed to improve intrusion detection performance. The host data undergoes a Language Processing (NLP)-based Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) model from textual representation to a numerical one in order to process host data in a similar way to the network flow data through machine learning models. The feature flattening technique is applied to flatten two-dimensional host-based features that is provided by BERT into one-dimensional vectors so that host-based and network flow-based features can be processed by advanced Machine Learning (ML) models. In order to enhance HIDS effectiveness, a two-stage collaborative classifier is utilized, which applies two tiers of machine learning algorithms, binary and multi-class classifiers, to detect network intrusions. Once a binary classifier is used to detect benign samples to reduce the complexity of the original problem, the attack data are classified by a multi-class supervised learner to identify attack types. Hence, the overall performance of the two-stage collaborative model outperforms the baseline classifier, XGBoost. The proposed method is shown to generalize across two well-known datasets, CICIDS 2018 and NDSec-1. The performance of XGBoost, which represents conventional ML, is evaluated. Combining host and network features enhances attack detection performance (macro average F1 score) by 8.1% under the CICIDS 2018 dataset and 3.7% under the NDSec-1 dataset. Meanwhile, the two-stage collaborative classifier improves detection performance for most single classes, especially for DoS-LOIC-UDP and DoS-SlowHTTPTest, with improvements of 30.7% and 84.3%, respectively, when compared with the traditional ML models.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».