基于深度学习的工控网络异常检测研究和实现
[Abstract]:With the development of the network technology, the industrial control network is gradually connected with the Internet, while the spam information, network attack, and enterprise network crime are also further harmful to the industrial control network. However, the traditional network anomaly detection technology still mainly relies on "feature matching" to identify dangerous network behavior. Not only the recognition rate is limited, the maintenance cost is high, but also the recognition effect of 0-Day vulnerability is always tainted. This paper combines the current popular depth learning technology with the traditional anomaly detection machine learning technology, and studies and optimizes the problems existing in anomaly detection under the existing industrial network environment. In this paper, two sets of anomaly detection methods in industrial control network environment are proposed. The features are extracted or processed by depth neural network, and then machine learning algorithm is used to classify and judge the features. At the same time, for the proposed model, the corresponding training algorithm is also proposed to improve and optimize. The research results of this paper are as follows: 1. Based on the analysis of feature extraction in anomaly detection, a new feature decoder based on "Gao Si Bernoulli Distribution restricted Boltzmann Machine" is proposed. By training the feature decoder, we can learn the normal behavior pattern in the original feature data. Once the classifier determines that the feature of a network data deviates from this pattern too much, the data can be regarded as abnormal behavior. At the same time, a semi-supervised incremental updating algorithm is proposed to train the decoder and classifier automatically, so that the model has a certain growth. 2. An anomaly detection method based on topic extraction is proposed. The traffic data in the industrial control network is compared to the document in the corpus, and the document subject model is used to extract the "topic" information hidden in the network data. At the same time, the automatic encoder is used to reduce the dimension of the original feature data. Its expression is more compact than the original feature vector (the size of feature space for topic extraction is smaller and the redundant data is less). The experimental results show that the accuracy and training efficiency of the model are improved effectively. Two traditional anomaly detection systems are selected to compare with the two methods proposed in this paper. The efficiency and recognition effect of these four methods are analyzed by using different scale experimental data. The simulation results show that the two methods proposed in this paper have a better ability to identify abnormal data under the condition of large amount of data, especially the hidden abnormal behavior has a very high recognition rate. 4. A set of network traffic monitoring and anomaly detection system under industrial control network environment is designed and implemented. The anomaly detection algorithm based on depth learning proposed in this paper is applied to the system as a plug-in to form a set of network behavior monitoring and anomaly detection system with complete function and superior performance. The accuracy and performance of the method are greatly improved compared with the traditional methods.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP18;TP393.08
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,本文编号:2313683
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