基于图像凸包特征的CBAM-CNN网络入侵检测方法

作     者：刘联海 黎汇业 毛冬晖 

作者机构：桂林电子科技大学计算机与信息安全学院 

出 版 物：《信息网络安全》 (Netinfo Security)

年 卷 期：2024年第9期

页      面：1422-1431页

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金 广西密码学与信息安全重点实验室开放课题[GCIS201822] 

主　　题：入侵检测 边缘特征 凸包特征 特征融合 

摘      要：针对入侵检测领域中多分类准确率较低和模型训练时间较长的问题,文章根据现有的基准数据集NSL-KDD的特点,提出一种新颖且有效的预处理方法。首先,对数据集进行字符特征数值化和归一化处理,并转化成RGB图像数据集；其次,使用Canny边缘检测算法提取图像数据集中的各种攻击类型的边缘特征,根据图像的边缘特征使用凸包算法构建凸包,并计算各类攻击的平均凸包面积、平均凸包周长和平均顶点数,将这3项指标作为RGB的3个通道,分别生成各种攻击类型的凸包特征图；再次,使用拉普拉斯金字塔图像特征融合算法将原始图像数据集与凸包特征图进行融合,构建包含凸包特征的图像数据集,并对训练集中的多数类样本采用随机欠采样,对少数类样本进行仿射变换,生成平衡训练集；最后,基于CBAM-CNN模型进行多分类实验。文章模型在NSL-KDD数据集上的准确率和F1分数分别达到了96.20%和86.71%,优于传统的网络入侵检测方法,且比其他深度学习模型具有更好的检测性能。