[發明專利]一種基于用戶連接圖的深度行為關聯方法

在審

• 申請號: 201710046223.5
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106789346A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張震;卜佑軍;馬海龍;陳鴻昶;周俊;于婧;韓偉濤;陳祥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/801;H04L12/927
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司41111
• 代理人: 李偉

技術領域

本發明屬于計算機網絡的用戶行為分析技術領域，具體的涉及一種基于用戶連接圖的深度行為關聯方法。

背景技術

互聯網作為人們交互的綜合性服務平臺，已經集成了語音、視頻、圖像、文本等異構多源數據。網民規模也迅速膨脹，并廣泛參與互聯網交易、互聯網醫療、互聯網教育等，業務行為呈現差異化、規模化的發現趨勢。

一般采用基于機器學習方法進行用戶行為分析，例如：樸素貝葉斯、支持向量機和C4.5等。基于機器學習的方法是基于數據流的樣本集和統計信息(如流字節數、報文數、報文平均間隔等)構建訓練模型，對用戶行為進行分類識別。但是大量的流量測量報告表明：網絡的在線用戶數量與用戶的作息時間之間具有明顯的相關性，由此會引發網絡流量的時移特性。隨著網絡時空環境和業務分布的變化，傳統基于機器學習的方法會產生“模型失配”問題：時刻t得到的學習模型M_t,與前一時刻t-1得到的學習模型M_t-1不一致的現象。導致這種現象的原因是網絡流量的突發性、網絡時空環境發生變化、網絡應用分布發生變化等。

為了獨立于流量統計特性，不再關注應用層負載、流量特征的提取和統計，而應從用戶相互連接和關聯通信的角度進行研究，為互聯網用戶行為分析開辟了新的研究思路。

發明內容

本發明針對現有技術在面對網絡流量的突發性、網絡時空環境發生變化、網絡應用分布發生變化的情況下，采用基于機器學習的分析方法會產生“模型失配”的問題，提出一種基于用戶連接圖的深度行為關聯方法。

本發明的技術方案是：一種基于用戶連接圖的深度行為關聯方法，所述方法包括：

根據網絡中報文的IP地址、端口號和協議號，構造用戶連接圖；

根據用戶連接圖，基于用戶的相鄰通信關系，構造行為關聯矩陣；

根據行為關聯矩陣，利用K-means聚簇方法，劃分用戶社團；

根據用戶社團，基于熟知端口號和常用端口號，計算用戶社團內任意用戶結點行為標識；

根據用戶社團內任意用戶結點行為標識，采用多數投票表決方法，計算整個用戶社團的行為標識。

所述的基于用戶連接圖的深度行為關聯方法，所述構造用戶連接圖的具體方法為：

根據{IP地址、端口號、協議號}構造用戶連接圖的點；

根據報文間的傳遞關系，從行為學角度確定建立邊的基本原則；

根據{源IP地址，源端口、目的IP地址、目的端口、協議號}五元組信息，構造用戶連接圖中任意兩點的邊。

所述的基于用戶連接圖的深度行為關聯方法，所述構造行為關聯矩陣的具體方法為：

根據用戶是否直接通信，構造用戶連接圖中相鄰用戶集合；

根據相鄰用戶間具有共同的業務應用，計算相鄰用戶的行為距離；

根據非相鄰用戶間具有相似的業務應用，計算非相鄰用戶的行為距離。

所述的基于用戶連接圖的深度行為關聯方法，所述劃分用戶社團的方法為：

輸入行為關聯矩陣，初始化選擇K個聚簇中心，K為自然數；

利用K-means聚類方法，找到最佳的K個聚簇中心；

任意用戶結點歸并到相應的聚簇，形成K個用戶社團。

所述的基于用戶連接圖的深度行為關聯方法，所述的用戶結點行為標識包括：

按照用戶結點度數，尋求用戶社團中度數最大的用戶結點，用戶結點度是指與該用戶結點相關聯的邊的條數；

根據用戶結點的熟知端口號和協議號，確定用戶結點行為標識，熟知端口號是指使用網絡通訊時常常會用到的端口；

根據用戶結點的常用端口號和協議號，確定用戶結點行為標識，常用端口號是運營商提供公共服務注冊使用的端口。

所述的基于用戶連接圖的深度行為關聯方法，所述計算用戶社團行為標識的方法為：根據用戶社團內任意用戶結點行為標識，將數量比例最大的用戶行為標識確定為該用戶社團的行為類別；若沒有滿足上述條件的行為標識，則重新進行用戶社團劃分和確定用戶結點行為標識。本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明不依賴于負載信息和基于流的統計信息，克服了“模型失配”現象，提高了用戶行為深度關聯分析的準確性；無需提取基于流的統計信息和基于樣本集的學習訓練，降低了用戶行為深度關聯分析的時間復雜度；從用戶連接和關聯通信的角度出發，構建和劃分用戶連接圖，最終實現“物以類聚、人以群分”的目標；本發明還可用于分析用戶行為分析、用戶行為偏好分析、用戶群活動規律分析，對于商業增值業務挖掘、業務趨勢預測以及網絡安全管控具有重要意義。