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基于概要数据结构可溯源的异常检测方法

软件学报 2009年第10期20卷 2899-2906页

作者：罗娜李爱平吴泉源陆华彪国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073

提出一种基于sketch概要数据结构的异常检测方法.该方法实时记录网络数据流信息到sketch数据结构,然后每隔一定周期进行异常检测.采用EWMA(exponentially weighted moving average)预测模型预测每一周期的预测值,计算观测值与预测值之... 详细信息

提出一种基于sketch概要数据结构的异常检测方法.该方法实时记录网络数据流信息到sketch数据结构,然后每隔一定周期进行异常检测.采用EWMA(exponentially weighted moving average)预测模型预测每一周期的预测值,计算观测值与预测值之间的差异sketch,然后基于差异sketch采用均值均方差模型建立网络流量变化参考.该方法能够检测DDoS、扫描等攻击行为,并能追溯异常的IP地址.通过模拟实验验证,该方法占用很少的计算和存储资源,能够检测骨干网络流量中的异常IP地址.

关键词：异常检测概要数据结构溯源性 EWMA 均值均方差模型

面向数据流的多层Count-Min概要数据结构

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计算机工程 2007年第14期33卷 20-23页

作者：冯文峰郭巧关志涛张治斌北京理工大学网络信息中心北京100081 河南理工大学计算机科学与技术学院焦作454000

构造了多层Count-Min概要数据结构来概括流数据中的层次结构。通过定义多层数据域U*上两两相互独立的异或哈希函数族,将数据流元组映射到L×D×W的三维计数数组,L是层次个数,D是从哈希函数族中均匀随机选取的哈希函数个数,W是哈希函数... 详细信息

构造了多层Count-Min概要数据结构来概括流数据中的层次结构。通过定义多层数据域U*上两两相互独立的异或哈希函数族,将数据流元组映射到L×D×W的三维计数数组,L是层次个数,D是从哈希函数族中均匀随机选取的哈希函数个数,W是哈希函数的值域。基于该结构,利用广度优先查询策略,查找多层频繁项集和估计多层频繁项值。实验表明,该结构在更新时间、存储空间和估计精度方面比直接堆叠多个Count-Min结构有较大的提高。

关键词：数据流概要数据结构频繁项集随机算法多层结构

数据流概要数据结构在大型零售商业管理信息系统中的应用

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商场现代化 2007年第8S期 67-68页

作者：张龙波赵以强朱伯玉山东理工大学

本文首先介绍了数据流概要数据结构构建技术及其发展现状,说明了数据流概要构建技术应用于大型零售商业管理信息系统中的必要性,分析了如何将数据流概要构建技术应用于大型零售商业管理信息系统中。

关键词：数据流概要数据结构零售商业管理信息系统

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基于概要数据结构的全网络持续流检测方法

计算机应用 2019年第8期39卷 2354-2358页

作者：周爱平朱琛刚泰州学院计算机科学与技术学院江苏泰州225300 计算机网络和信息集成教育部重点实验室(东南大学) 南京211189 东南大学计算机科学与技术学院南京211189

持续流是隐蔽的网络攻击过程中显现的一种重要特征,它不产生大量流量且在较长周期内有规律地发生,给传统的检测方法带来极大挑战。针对网络攻击的隐蔽性、单监测点的重负荷和信息有限的问题,提出全网络持续流检测方法。首先,设计一种概... 详细信息

持续流是隐蔽的网络攻击过程中显现的一种重要特征,它不产生大量流量且在较长周期内有规律地发生,给传统的检测方法带来极大挑战。针对网络攻击的隐蔽性、单监测点的重负荷和信息有限的问题,提出全网络持续流检测方法。首先,设计一种概要数据结构,并将其部署在每个监测点;其次,当网络流到达监测点时,提取流的概要信息并更新概要数据结构的一位;然后,在测量周期结束时,主监测点将来自其他监测点的概要信息进行综合;最后,提出流持续性的近似估计,通过一些简单计算为每个流构建一个位向量,利用概率统计方法估计流持续性,使用修正后的持续性估计检测持续流。通过真实的网络流量进行实验,结果表明,与长持续时间流检测算法(TLF)相比,所提方法的准确性提高了50%,误报率和漏报率分别降低了22%和20%,说明全网络持续流检测方法能够有效监测高速网络流量。

关键词：网络测量持续流检测网络攻击概要数据结构概率统计方法

基于概要数据结构的异常流量检测方法研究与实现

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基于概要数据结构的异常流量检测方法研究与实现

作者：罗娜国防科学技术大学

学位级别：硕士

近年来,随着Internet的飞速发展,面向互联网安全的监测和管理已经成为影响互联网正常应用的重大问题。不同的运营商和管理部门,也相应的建立了不同的互联网安全事件监测系统。但是,由于互联网安全事件的规模性、复杂性和不断更新的特性... 详细信息

近年来,随着Internet的飞速发展,面向互联网安全的监测和管理已经成为影响互联网正常应用的重大问题。不同的运营商和管理部门,也相应的建立了不同的互联网安全事件监测系统。但是,由于互联网安全事件的规模性、复杂性和不断更新的特性,导致诸如DDoS攻击、大规模扫描、僵尸网络和蠕虫传播等安全事件层出不穷。网络流量异常指网络中流量不规则地显著变化,如何针对网络上海量数据流进行监测,并对其中的异常进行标定和报警,以及对其进行可视化展现,是对互联网上安全监测的重要手段之一。本文针对国家骨干网络NetFlow数据到达速度快、流量大等特点,引入数据流模型,通过对不同种类攻击原理及造成异常的流量特征分析,提出了一种基于概要数据结构的可溯源的异常流量检测方法,该方法主要是通过概要数据结构记录与某类异常相关的流量特征值,进而应用EWMA时间序列预测模型,计算此特征值的预测量,将其与实际观测值进行比较,最后在二者之间的差异上建立均值方差的统计模型,从而判定异常。论文基于国家骨干网流量数据实现了一个异常流量检测原型系统,完成了对于拒绝服务攻击、网络扫描和短时网络拥塞三种异常流量的检测,以及对于网络流量变化的动态跟踪、安全事件的多维度的可视化展示功能。通过实验验证和原型系统的结果分析表明,本文给出的异常流量检测方法以及实现的原型系统,能够在150MB/S的链路上达到实时处理的要求,且内存开销小,运算简便。其次,算法能够针对多种异常流量同时进行检测,算法具备可扩展性,并且,在实现检测的同时,可以定位IP主机,从而实现可溯源性。这些对于增强全网的安全响应能力、提高安全防护水平具有重要意义。此外,由于该算法是基于网络的异常流量检测,因而能够在攻击发生初期对其进行有效检测,较之基于主机的检测而言,具有更重要的研究和实用价值。

关键词：异常检测概要数据结构指数权重移动平均模型溯源性

数据流管理系统中概要数据结构算法的研究和实现

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数据流管理系统中概要数据结构算法的研究和实现

作者：吴成涛东南大学

学位级别：硕士

近年来,在金融服务、网络监控、电信数据管理及传感器检测等领域中,出现了一类新的数据密集型应用。这类应用的特征是:数据以大量、快速、时变的数据流形式持续到达,所以数据不宜用持久稳定关系建模,而适合用数据流建模。论文在研究目... 详细信息

近年来,在金融服务、网络监控、电信数据管理及传感器检测等领域中,出现了一类新的数据密集型应用。这类应用的特征是:数据以大量、快速、时变的数据流形式持续到达,所以数据不宜用持久稳定关系建模,而适合用数据流建模。论文在研究目前国际上最新的数据流管理技术的基础上,介绍了东南大学自行开发的基于硬件预处理器的数据流管理系统原型SEUSTREAM的体系结构和一种可以支持对数据流上进行持续查询的查询语言X-SQL。在很多实际应用中,例如决策支持系统、查询优化等,用户并不需要获得确切值,而仅需要一个近似值。因此,设计单遍扫描算法(one-pass algorithm),实时地给出近似查询结果就成为数据流模型下数据处理的目标。算法的关键在于设计一个远小于数据集规模的结构,从而可以在内存中处理数据。相对于数据流的规模而言,这种名为概要数据结构(synopsis data structure)的规模至少是次线性的。小波变换大纲作为高效的数据压缩还原技术引起了数据流领域的高度关注。论文详细介绍了哈尔小波的变换过程,并且引入了误差树的概念对这个变换过程进行了详细的分析。在此基础上实现了用哈尔小波方法生成概要数据结构的算法,选用了不同的固定阈值并进行了性能测试,实验表明不同的压缩率导致了重构数据与原始数据存在一定的误差。同时基于测试结果分析了固定阈值方案的不足之处,数据重建的质量变化很大,并且对于单独的近似解答缺少特别的质量保证。在此基础上提出并实现了基于概率的可变阈值的小波变换,比较好地解决了这个问题。

关键词：数据流管理系统概要数据结构 Haar小波变换 X-SQL 阈值

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基于概要数据结构的高维数据流聚类算法

广西工学院学报 2011年第4期22卷 59-64页

作者：王冬秀李辉广西工学院财政经济系广西柳州545006 广西工学院计算机工程系广西柳州545006

为了在高维数据流中有效地形成聚类,针对经典算法CELL-Tree存在的问题,提出一种新的概要数据结构PL-Tree以及基于此数据结构的算法PLStream,并采取衰减窗口模式来适应数据流的变化,采用剪枝策略控制内存中聚类模型的规模.实验表明,PLStr... 详细信息

为了在高维数据流中有效地形成聚类,针对经典算法CELL-Tree存在的问题,提出一种新的概要数据结构PL-Tree以及基于此数据结构的算法PLStream,并采取衰减窗口模式来适应数据流的变化,采用剪枝策略控制内存中聚类模型的规模.实验表明,PLStream算法能较好地适应高维数据流,比CELL-Tree算法具有更好的时间和空间效率.

关键词：概要数据结构高维数据流聚类

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基于概要数据结构的网络异常检测方法

计算机应用与软件 2011年第4期28卷 186-188页

作者：龙门夏靖波张子阳空军工程大学电讯工程学院陕西西安710077 空军工程大学工程学院陕西西安710038

提出一种基于概要数据结构(sketch)的网络异常检测方法。采用金字塔时间模型对高速网络数据流进行分析,并基于奇异熵提取sketch。统计一定周期内该数据结构的特征值变化趋势,计算出均值和梯度值,以及相应的报警区间。当告警出现时,该方... 详细信息

提出一种基于概要数据结构(sketch)的网络异常检测方法。采用金字塔时间模型对高速网络数据流进行分析,并基于奇异熵提取sketch。统计一定周期内该数据结构的特征值变化趋势,计算出均值和梯度值,以及相应的报警区间。当告警出现时,该方法能分析出现异常的IP地址。实验证明,该方法能有效地对网络进行异常检测。

关键词：概要数据结构金字塔时间模型奇异熵异常检测

基于Filter-ary-Sketch数据结构的骨干网异常检测研究

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通信学报 2011年第12期32卷 151-160页

作者：郑黎明邹鹏韩伟红李爱平贾焰国防科学技术大学计算机学院湖南长沙410073 装备指挥技术学院北京100029

针对骨干网上异常检测的特殊要求,提出了一种基于Filter-ary-Sketch数据结构的异常检测方法。该方法通过Filter-ary-Sketch实时记录网络流量信息,然后每隔一定周期进行基于多维熵值的异常检测。如果出现异常则根据Filter-ary-Sketch记... 详细信息

针对骨干网上异常检测的特殊要求,提出了一种基于Filter-ary-Sketch数据结构的异常检测方法。该方法通过Filter-ary-Sketch实时记录网络流量信息,然后每隔一定周期进行基于多维熵值的异常检测。如果出现异常则根据Filter-ary-Sketch记录的流量信息进行异常点定位,最后利用Bloom Filter中记录的源IP信息进行恶意流量阻断。该方法能够检测多种类型的网络攻击,且能有效地进行恶意流量阻断。利用实际骨干网流量数据,分别从效率和精度2个方法进行对比实验,取得了较好的效果。

关键词：网络安全异常检测概要数据结构熵