基于迁移学习的小样本DGA恶意域名检测方法

域名生成算法（DGA）存在变化多、部分类别样本难获取的特点,使得采用传统机器学习的恶意域名检测模型准确性不高。提出一种基于迁移学习和多核CNN的小样本DGA恶意域名检测模型。该模型将目标域名映射到向量空间中,使用样本充足的DGA种类进行预训练,并迁移预训练得到的参数到小样本检测模型。采用多核CNN小样本分类模型根据发音习惯进行域名特征提取并分类。通过实验对比发现,无知识迁移的小样本分类模型只有11类域名准确率超过92%,经过迁移学习的多核CNN模型20类准确率超过92%,11类准确率超过97%,检测效果接近数据充足时的分类效果。     

基于字典的域名生成算法生成域名的检测方法

针对基于字典的域名生成算法（DGA）生成域名与良性域名构成十分相似,现有技术难以有效检测的问题,提出一种卷积神经网络（CNN）和长短时记忆（LSTM）网络相结合的网络模型——CL模型。该模型由字符嵌入层、特征提取层及全连接层三部分组成。首先,字符嵌入层对输入域名的字符进行编码;然后,特征提取层将CNN与LSTM串行连接在一起,对域名字符特征进行提取,即通过CNN提取域名字符的n-grams特征,并将提取结果输入给LSTM,以便学习n-grams间的上下文特征,同时,为了学习不同长度的n-grams特征,可选择多组CNN与LSTM结合使用;最后,全连接层根据提取到的特征对基于字典的DGA生成域名进行分类预测。实验结果表明：当CNN选择的卷积核大小为3和4时,所提模型性能最佳。在四个基于字典的DGA家族的测试对比实验中,CL模型与CNN模型相比,准确率提升了2.20%,且随着样本家族数量的增加,CL模型具有更好的稳定性。     

基于生成对抗网络的恶意域名训练数据生成

当前僵尸网络大量采用DGA算法躲避检测,针对主流的基于人工规则的检测算法无法对最新产生的DGA域名进行识别检测和基于机器学习的检测算法缺乏演化的训练数据的问题,提出了一种基于Ascall编码方式定义域名编、解码器,并结合生成对抗网络构造域名字符生成器来预测生成DGA变体样本的方法。实验结果表明,在采用生成数据进行分类器训练和性能评估中,此方法生成的DGA域名变体样本可充当真实DGA样本,验证了生成数据的有效性并可用于DGA域名检测器的训练评估。     

基于Transformer的DGA域名检测方法

已有DGA检测方法已经获得了较高的检测精度,但在缩略域名上存在误报率高的问题。主要原因是缩略域名字符间随机性高,现有检测方法从随机性角度很难有效地区分缩略域名和DGA域名。在分析了缩略域名的字符特性后,基于自注意力机制实现了域名字符依赖性的检测;并采用LSTM改进了Transformer模型的编码方式,以更好地捕获域名中字符位置信息;基于Transformer模型构建了DGA域名检测方法(MHA)。实验结果表明,MHA可以有效地区分出DGA域名和缩略域名,得到了更高的精确率和更低的误报率。     

基于LSTM与多头注意力机制的恶意域名检测算法

DGA域名是一类由特定算法生成,用来与恶意C&C服务器进行通信的域名,针对DGA域名的检测一直是一个研究热点。有文献提出了基于PCFG模型的DGA域名生成算法,在现有DGA检测方法的测试下,它的抗检测效果非常显著。这是因为它由合法域名生成,具备合法域名的统计特征。基于此,本文提出了将神经网络和自注意力机制相结合的检测模型M-LSTM,它利用Bi-LSTM实现字符序列编码以及初步特征提取,并结合多头注意力机制进行深度特征提取。实验结果表明,该算法在检测基于PCFG模型的域名上效果优异。     

基于机器学习的僵尸网络DGA域名检测系统设计与实现

僵尸网络广泛采用域名生成算法（Domain Generation Algorithm,DGA）生成大量的随机域名来躲避检测。针对僵尸网络DGA域名问题,本文设计实现了一种DGA域名检测系统。首先使用基于随机森林算法的轻量级分类分析检测模块,通过分析域名字符特征区分正常域名与疑似恶意域名,满足现网实际应用中快速检测的要求;然后使用基于X-means算法的聚类分析检测模块,在分类分析检测的基础上,根据DGA域名的字符相似性和查询行为相似性,通过聚类和集合分析方法对疑似恶意域名进一步检测,降低系统误检率。通过部署基于Spark的检测系统对某运营商现网真实DNS日志数据进行连续20天的处理和分析,检测系统平均每天挖掘出约250万DGA域名,经过正则匹配分析,其中约55%属于5类已知的DGA;在前两个实验日,共发现13,000个已知DGA域名分属于3个DGA类别。实验结果表明检测系统可有效检测出多种DGA域名,此外,检测系统也可满足现网实际应用中快速检测的要求。     

基于注意力特征融合网络的DGA恶意域名检测方法

僵尸网络借助DGA生成大量随机域名逃避安全防御系统监测。为解决已有DGA恶意域名检测方法准确性不高和泛化能力受限等问题,提出基于注意力特征融合网络。通过结合输入层、Embedding层、卷积神经网络层、注意力模块和长短时记忆网络层,实现层次化特征提取使模型性能得到极大的改善。实验结果显示,该方法在各项指标上都有明显的提升,表现出优秀的DGA恶意域名检测能力。     

新的基于融合向量的DGA域名检测方法

由于词典类DGA域名的字符分布随机性低,单词组合随机性高,基于传统机器学习的恶意域名检测方法难以识别,虽然利用LSTM等深度学习的检测方法能捕捉域名字符序列特征,但缺乏局部词根组合特征,检测准确率低。针对以上问题,提出一种基于融合嵌入层的DGA域名检测方法。在域名词嵌入阶段,基于分词技术,进行字符和词根的融合嵌入向量表示,结合一维卷积神经网络（CNN）和双向门控循环单元（BiGRU）,构建混合的深度学习模型,实现DGA域名检测。实验表明,该方法与单一采用CNN或LSTM模型相比,在域名二分类任务中的准确率分别提高3.1%和4.3%,针对词典类DGA家族matsnu、suppobox、ngioweb的检测具有更高的精确率。     

基于双分支特征提取和自适应胶囊网络的DGA域名检测方法

面向域名生成算法(DGA,domain generation algorithm)的域名检测方法普遍具有特征提取能力弱、特征信息压缩比高等特点,这导致特征信息丢失、特征结构破坏以及域名检测效果较差等诸多不足.针对上述问题,提出一种基于双分支特征提取和自适应胶囊网络的DGA域名检测方法.首先,通过样本清洗和字典构建重构原始样本并生成重构样本集.其次,通过双分支特征提取网络处理重构样本,在其中利用切片金字塔网络提取域名局部特征,利用Transformer提取域名全局特征,并利用轻量级注意力融合不同层次的域名特征.然后,利用自适应胶囊网络计算域名特征图的重要度系数,将域名文本特征转换为向量域名特征,并通过特征转移计算基于文本特征的域名分类概率,同时利用多层感知机处理域名统计特征,以此计算基于统计特征的域名分类概率.最后,通过合并得到的两种不同视角的域名分类概率进行域名检测.大量的实验表明,本文所提方法在DGA域名检测以及DGA域名家族检测分类方面均取得了当前领先的检测效果,其中,在DGA域名检测中F1分数提升了0.76%~5.57%,在DGA域名家族检测分类中F1分数(宏平均)提升了1.79%~3.68%.     

基于APCNN和BiGRU-Att的单词DGA域名检测方法

为了提高对基于单词的域名生成算法（domain generation algorithm,DGA）生成的恶意域名的检测准确率,提出了一种结合改进的并行卷积神经网络（APCNN）和融合简化注意力机制的双向门控循环单元（BiGRU-Att）的网络模型,该模型能充分学习单词特征、单词之间的组合关系和关键字符信息。实验结果表明,相比Bilbo和CL模型,APCNN-BiGRU-Att模型的分类准确率和F1值更高,表明该模型具有更好的检测效果、多分类效果和稳定性。     

一种基于被动DNS数据分析的DNS重绑定攻击检测技术

基于域名系统(DNS)的DNS重绑定攻击能够有效绕过同源策略、防火墙,窃取敏感信息,控制内网设备,危害巨大。DNS重绑定需要通过设置恶意域名才能实现。针对DNS重绑定相关恶意域名的检测问题,文章提出一种基于被动DNS数据分析的DNS重绑定攻击检测模型(DNS Rebinding Classifier,DRC)。通过引入被动DNS数据,从域名名称、时间、异常通信及恶意行为等4个测度集刻画DNS重绑定相关域名;基于C4.5决策树、KNN、SVM及朴素贝叶斯等分类方法对数据进行混合分类、组合训练及加权求值。交叉验证实验表明,DRC模型对相关恶意域名的识别能够达到95%以上的精确率;与恶意域名检测工具FluxBuster进行对比,DRC模型能够更准确地识别相关恶意域名。     

基于ON-LSTM与自注意力机制的单词DGA域名检测方法

针对单词DGA域名字符随机性低,字符结构和分布与良性域名相似,现有方法对其检测效果不佳的问题,提出一种单词DGA域名检测方法。首先,对域名进行BiGRAM字符编码,使模型的输入涵盖更多的域名特征;其次,构建ON-LSTM-SA特征提取模块,充分提取域名的层级语义特征并为其分配权重;最后,通过softmax函数输出分类结果。实验结果表明,相较于四种对比模型,该方法在检测性能和多分类性能方面均表现最佳,具有更高的鲁棒性和泛化能力。     

改进Relief-C5.0的恶意域名检测算法

针对目前恶意域名检测算法中分类模型计算复杂度较大、实时性不强以及准确率不高等问题,提出了Rf-C5（Relief-C5.0）恶意域名检测算法模型。提取待测域名的全局URL特征,根据提取的特征按照改进的Relief算法进行权重计算,并依据权重值进行优先级排序;选取权重值排名前20的关键特征作为C5.0分类器的输入端,进行合法域名与恶意域名的分类。实验结果表明,在大样本数据集下,Rf-C5模型与当前主流恶意域名检测算法相比,在提高平均检测速率的基础上,检测准确率提高了1.58~4.91个百分点。     

基于词法特征的恶意域名快速检测算法

针对互联网中恶意域名攻击事件频发，现有域名检测方法实时性不强的问题，提出一种基于词法特征的恶意域名快速检测算法。该算法根据恶意域名的特点，首先将所有待测域名按照长度进行正则化处理后赋予权值；然后利用聚类算法将待测域名划分成多个小组，并利用改进的堆排序算法按照组内权值总和计算各域名小组优先级，根据优先级降序依次计算各域名小组中每一域名与黑名单上域名之间的编辑距离；最后依据编辑距离值快速判定恶意域名。算法运行结果表明，基于词法特征的恶意域名快速检测算法与单一使用域名语义和单一使用域名词法的恶意域名检测算法相比，准确率分别提高1.7%与2.5%，检测速率分别提高13.9%与6.8%，具有更高的准确率和实时性。     

基于AN和LSTM的恶意域名检测

目前,恶意域名被广泛应用于远控木马、钓鱼欺诈等网络攻击中,传统恶意域名检测方法存在长距离依赖性问题,容易忽略上下文信息并且数据维度过大,无法高效、准确地检测恶意域名。提出了一种自编码网络（Autoencoder Network,AN）降维和长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory network,LSTM）检测恶意域名的深度学习方法。利用实现包含语义的词向量表示,解决了传统方法导致的数据表示稀疏及维度灾难问题。由word2vec构建词向量作为LSTM的输入,利用Attention机制对LSTM输入与输出之间的相关性进行重要度排序,获取文本整体特征,最后将局部特征与整体特征进行特征融合,使用softmax分类器输出分类结果。实验结果表明,该方法在恶意域名检测上具有较好的表现,比传统检测恶意域名方法具有更高的检测率和实时性。     

基于多元属性特征的恶意域名检测

域名系统主要提供域名解析功能,完成域名到IP的转换,而恶意域名检测主要用来发现以域名系统为屏障的非法行为,来保障域名服务器的正常运行。总结了恶意域名检测的相关工作,并采用基于机器学习的方法,提出一种基于多元属性特征的恶意域名检测方法。在域名词法特征方面,提取更加细粒度的特征,比如数字字母的转换频率、连续字母的最大长度等;在网络属性特征方面,更加关注名称服务器,比如其个数、分散度等。实验结果表明,该方法的准确率、召回率、F1值均达到了99.8%,具有较好的检测效果。