基于粗糙集的决策树算法在体检系统中的研究

基于粗糙集的理论全面考虑了分离属性每个划分对整个分类的贡献程度,把这些贡献度进行汇总,避免局部最佳效应。在此基础上结合变精度模型,用变精度近似精度来代替近似精度,提出了一种新的变精度分支汇总粗糙度的概念,把变精度分支汇总粗糙度作为属性选择标准构造决策树。既提高了属性选择的准确度又有效克服噪声数据的影响,使生成的决策树灵活泛化能力更强。将算法应用于武汉市康龙逸君健康体检中心的信息管理系统,经实际数据验证,该算法生成的决策树复杂度低,分类效果好。     

基于决策树的网络流量异常分析与检测

针对现有网络流量异常检测方法准确率较低的问题,提出基于决策树的网络流量异常分析与检测方法。研究网络流量结构特征及流量异常的交叉熵表示方法。采用C4.5算法建立决策树模型,将具有连续性的属性值离散化,根据最大信息增益比逐层选取分类属性,依此规则对流量数据进行分类。实验结果表明,当该方法的检测准确率达90%以上时,误报率可控制在5%以内,与同类方法相比能更准确地发现网络流量异常并进行分类。     

多层次序列集成的高维数值型异常检测

伴随大数据的快速发展,数据分析和知识发现成为研究热点,异常数据检测是数据质量提升的关键。基于序列集成学习的异常数据检测方法在面向高维数值型数据时可能因为噪声数据和维数过多导致检测精度下降。本文提出一种基于弹性网络的多层次序列集成学习的高维数值型异常数据检测方法,其中每层包含异常数据候选集模块、弹性网络降维模块和数据异常打分模块共3个模块。首先,异常数据候选集选择模块根据异常分数选择出一部分可能的异常数据;然后,弹性网络根据异常数据候选集和异常分数对高维数据进行特征选择,选择出与异常分数最相关的特征;最后,利用选择出来的特征对数据再次进行异常打分。每层异常数据候选集选择模块中的阈值设置为不同的值,循环地执行每一层,直到当前弹性网络的均方误差大于上一次的均方误差或者当前的检测精度小于初始的检测精度。在实验阶段,使用ODDS提供的高维异常数据检测数据集并根据检测精度、提取特征数、收敛速度等指标对本文方法的性能进行了测试。结果表明本文方法不仅能够提高对高维数值型异常数据的检测精度,而且能够有效地降低噪声对检测结果的影响。     

基于直方图聚类的网络流量异常检测技术研究

基于流量特征的异常检测技术主要是通过网络流量特征属性分布规律映射网络异常行为。为提高检测准确率,降低误报率,文章提出了基于流量特征直方图聚类的异常检测和分类的技术。通过直方图的方法详细描述网段流量特征的时空信息,然后聚类分析各种属性特征的正常模型,最后根据待测流量特征属性与正常模型之间的距离所组成的向量来衡量异常。基于DARPA99数据集的实验表明,该算法具有较高的异常检测和分类准确性。     

基于贝叶斯和决策树的入侵检测方法

针对目前基于贝叶斯或决策树的入侵检测方法存在检测率低、误检率高的问题,提出了一种基于贝叶斯和决策树的入侵检测方法。该检测方法首先采用基于特征相似度的朴素贝叶斯方法对训练集中的样本进行分类,更新每个样本的类值;然后对训练集中的样本再次使用朴素贝叶斯方法进行分类,对存在误分类样本的类采用决策树的信息增益来确定属性划分子类,再对子类进行分类和划分操作;最后建立贝叶斯和决策树的混合模型进行入侵检测。实验结果表明,与单独使用贝叶斯或者决策树的检测方法相比,该检测方法具有较高的检测率。     

基于信息熵的网络流量信息结构特征研究

随着人们对网络流量特征研究的深入,网络异常检测技术得以不断发展,因此流量特征分析是网络异常检测的基础性重要工作。文章研究基于熵的流量信息结构特征,不同于已有的网络流量初级统计特征研究,它以提取的流量属性在单位时间内分布特征为研究对象。基于 DARPA 99数据集的实验表明,该方法相对于基于流量初级统计特征方流量异常表示方法具有更强的敏感性。     

基于相关性的类偏好敏感决策树算法

针对决策者在面对几个分类结果时会有选择其中某一个结果的倾向性这一事实,提出了一种基于相关性的类偏好敏感决策树分类算法（CPSDT）。该算法引入了类偏好度、偏好代价矩阵等概念。为弥补在传统决策树构造过程中,选择分裂属性时未考虑非类属性之间相关性的不足,该算法在进行学习之前先采用基于相关性的特征预筛选排除属性冗余并重新构造了基于相关性的属性选择因子。经实验证明,该算法能够有效减小决策树规模,且能够在实现对偏好类的高精度预测的同时保证决策树拥有较好的整体精度。     

基于加权决策树的蛋白质序列分类算法研究

针对蛋白质序列分类的需求,深入研究了蛋白质序列分类算法。对蛋白质序列的特征属性进行了大量的分析和研究,给出了蛋白质序列特征属性的描述形式。在此基础上设计了一种基于加权决策树的蛋白质序列分类算法,详细阐述了加权决策树的构造过程以及决策树的主要参数计算方法,而且根据蛋白质序列的特征,对决策树进行了改进,给出了加权决策树的实现方法。测试结果表明：设计的蛋白质序列分类算法具有较高的分类精度和较快的执行速度。     

基于特征选择算法的个人信用预测模型

针对传统机器学习分类算法处理高维个人信用数据时分类准确率较低的问题,提出一种基于皮尔森相关系数(PCC)和互信息法结合梯度提升决策树(MI-GBDT)的最优特征子集的选择方法,并应用在决策树、朴素贝叶斯分类器、支持向量机上。利用皮尔森相关系数去除强相关特征,利用互信息法和GBDT计算剩余特征的综合重要度,结合改进的基于特征排序的搜索策略,分别生成3种分类器模型所需的最优特征子集。实验结果表明,该方法在3种分类模型上筛选出的特征子集对应的分类精度分别提高了4.33%、13.29%和20.27%。     

采用随机森林改进算法的Webshell检测方法*

为解决Webshell检测特征覆盖不全、检测算法有待完善的问题,论文提出一种基于随机森林的Webshell检测方法。首先对三种类型的Webshell进行深入特征分析,构建多维特征向量较全面的覆盖静态属性和动态行为,改进随机森林特征选取方法,依据Fisher比度量特征重要性,对子类的依赖特征进行划分,按比例和顺序从中选择特征,克服特征选择完全随机带来的弊端,提高决策树分类强度,降低树间相关度。实验对随机森林改进算法和标准算法进行了对比分析,结果表明改进算法依靠更少的决策树就能达到很好效果,并进一步与SVM算法进行比较,证明了该方法在Webshell检测问题上具有一定优越性。     

基于特征压缩与分支剪裁的网络异常检测算法

提出一种改进的直推式网络异常检测算法,利用K-L变换降低计算欧氏距离特征向量的维数,采用分支限界树剪裁减少欧氏距离的计算次数。基于KDD CUP99数据集的实验验证了改进算法能提高网络异常检测的实时性,通过与基于单类支持向量机的异常检测算法的性能对比结果表明,改进算法在保证一定误报率的情况下具有较高的检测率。     

A P2P Botnet detection scheme based on decision tree and adaptive multilayer neural networks

In recent years, Botnets have been adopted as a popular method to carry and spread many malicious codes on the Internet. These malicious codes pave the way to execute many fraudulent activities including spam mail, distributed denial-of-service attacks and click fraud. While many Botnets are set up using centralized communication architecture, the peer-to-peer (P2P) Botnets can adopt a decentralized architecture using an overlay network for exchanging command and control data making their detection even more difficult. This work presents a method of P2P Bot detection based on an adaptive multilayer feed-forward neural network in cooperation with decision trees. A classification and regression tree is applied as a feature selection technique to select relevant features. With these features, a multilayer feed-forward neural network training model is created using a resilient back-propagation learning algorithm. A comparison of feature set selection based on the decision tree, principal component analysis and the ReliefF algorithm indicated that the neural network model with features selection based on decision tree has a better identification accuracy along with lower rates of false positives. The usefulness of the proposed approach is demonstrated by conducting experiments on real network traffic datasets. In these experiments, an average detection rate of 99.08 % with false positive rate of 0.75 % was observed.

     

一种联合检测命名数据网络中攻击的方法

兴趣泛洪攻击(interest flooding attack,IFA)和合谋兴趣泛洪攻击(conspiracy interest flooding attack,CIFA)是命名数据网络(named data networking,NDN)面临的典型的安全威胁.针对现有检测方法的检测特征单一因此不能有效地辨别攻击种类以及检测率不够高等问题,提出一种基于关联规则算法和决策树算法联合检测NDN中攻击的方法.首先,通过提取NDN路由节点的内容缓存(content cache,CS)中的数据信息挖掘CS中新的检测特征“缓存增长率”,实验发现“CS数据包增长率”是辨别IFA还是CIFA的有利依据.其次,使用关联规则算法将新的检测特征与待定兴趣表(pending interest table,PIT)中多个检测特征联合,寻找各个特征之间的关联性并将其作为决策树的输入.最后,使用决策树算法检测攻击.该方法使用决策树算法和关联规则算法联合检测NDN中的攻击,不仅避免了单一特征检测攻击造成的误判并且丰富了决策树的分类属性.分析仿真结果表明该检测方法可以精确地区分并检测IFA和CIFA并且提高了检测率.     

一种粗糙集-决策树结合的入侵检测方法

针对入侵检测系统收集数据海量、高维、检测模型复杂和检测准确率低等问题,采用粗糙集属性约简的优势寻找与判断入侵与否相关的属性,利用决策树分类算法生成模型并对网络连接进行入侵预测分类检测,从而提出了一种粗糙集属性约简和决策树预测分类相结合的网络入侵检测方法.实验结果表明,该方法在入侵检测准确率上有很大的提高,对DoS攻击、Probe攻击和R2L攻击的检测效果均有所提高,同时大大降低了检测的误报率.     

基于特征分组聚类的异常入侵检测系统研究

利用网络连接数据可以按照连接的基本特征、内容特征、网络流量特征和主机流量特征进行分组的特点,基于K-means算法,提出一种按照特征分组进行聚类的方法,以高效实现特征约简和数据降维.通过调整聚类参数保留特征分组内的差异信息,使用决策树C4.5算法对降维后的数据进行入侵分类处理.实验结果表明,该方法能够使kddcup99数据集的聚类特征数由41个降为4个,且对网络连接数据的总检测率为99.73%,误检率为0,其中正常网络连接和刺探攻击Probe的检测率均为100%.     

基于双特征和松弛边界的随机森林进行异常点检测

针对现有基于随机森林的异常检测算法性能不高的问题，提出一种结合双特征和松弛边界的随机森林算法用于异常点检测。首先，在只使用正常类数据构建随机森林的分类决策树过程中，在二叉决策树的每个节点里记录两个特征的取值范围（每个特征对应一个值域），以此双特征值域作为异常点判断的依据。然后，在进行异常检测时，当某样本不满足决策树节点中的双特征值域时，该样本被标记为候选异常类；否则，该样本进入决策树的下层树节点继续作特征值域的比较，若无下层节点则被标记为候选正常类。最后，由随机森林算法中的判别机制决定该样本的类别。在5个UCI数据集上进行的异常点检测实验结果表明，所提方法比现有的异常检测随机森林算法性能更好，其综合性能与孤立森林（iForest）和一类支持向量机（OCSVM）方法相当或更好，且稳定于较高水平。     

基于禁忌搜索的管道状况集成检测方法

为提高管道状况异常检测的识别率和实时性,提出基于禁忌搜索的半监督K-means聚类和C4。5决策树的集成检测方法。在禁忌搜索中引入代价敏感函数,选择具有最佳分类性能的特征组合和最佳组合权值,提高了不平衡数据分布中少数类的识别率。半监督K-means方法首先把样本特征聚类为k类,再利用C4。5方法精确每一类的边界,级联式集成方法缓解不平衡数据分布问题,提高管道检测的准确度。并提出3种集成原则:加权叠加、最近一致和最邻近原则。实验结果验证了算法的有效性,在管道状况的异常检测中具有较高的分类准确度。     

卷积自编码器融合核近似技术的异常检测模型

图像中的异常检测是计算机视觉中非常重要的研究主题, 它可以定义为单分类问题;针对图像数据集的规模大,维度高等特性,一种新的深度卷积自编码器(Convolutional Autoencoder, CAE)与核近似单分类支持向量机(One Class Support Vector Machine, OCSVM)相结合的异常检测模型CAE-OCSVM被提出;模型中的深度卷积自编码器负责学习图像的本质特征表示,然后使用随机傅里叶特征对卷积自编码器学习本质特征进行核近似,核近似后输入线性单类支持向量机进行图像异常检测。核近似技术克服了核学习技术时间复杂度高的问题;同时深度卷积自编码器与核近似单类支持向量机通过梯度下降法实现了端到端的学习;模型的AUC性能在四个公开的图像基准数据集上进行了实验验证,同时模型与其它常用的异常检测模型在不同的异常率的情况下进行了性能对比;实验结果证实CAE-OCSVM模型在四个公开图像数据集上的性能都优于其它异常检测模型,表明了CAE-OCSVM模型更适合大规模高维数据集的异常检测