[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010084341.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111340066B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉啟和;王媛媛;周世杰;譚浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/62
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06N20/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 夏琴

1.一種基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，對(duì)合法域名數(shù)據(jù)集和DGA域名數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；

步驟2，在數(shù)據(jù)預(yù)處理后進(jìn)行模型預(yù)訓(xùn)練：初始化ATN網(wǎng)絡(luò)的生成網(wǎng)絡(luò)和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，使生成網(wǎng)絡(luò)在合法域名數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)在合法域名數(shù)據(jù)集和DGA域名數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練；

步驟3，重復(fù)步驟(a)-(f)，直到收斂，得到DGA域名對(duì)抗樣本：

(a)將合法域名輸入ATN網(wǎng)絡(luò)生成合法域名對(duì)抗樣本，并得到擾動(dòng)損失；

(b)將合法域名和以及合法域名對(duì)抗樣本輸入噪聲擾動(dòng)方向函數(shù)得到噪聲；

(c)將噪聲和DGA域名輸入擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)得到DGA域名對(duì)抗樣本；所述擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基于幾何向量的擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；步驟(c)的計(jì)算公式如下：

M′＝R(M,Z)＝|2X′-M+Z|％|V|

其中，M′表示DGA域名對(duì)抗樣本，M表示DGA域名，R表示擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，Z表示噪聲，|V|表示域名數(shù)據(jù)字符字典V的大小；

(d)將DGA域名對(duì)抗樣本輸入目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，得到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)損失；

(e)利用擾動(dòng)損失和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)損失得到目標(biāo)損失函數(shù)；

(f)通過(guò)最小化目標(biāo)損失函數(shù)更新ATN網(wǎng)絡(luò)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟1的方法為：

步驟1.1，對(duì)合法域名數(shù)據(jù)集和DGA域名數(shù)據(jù)集中的域名數(shù)據(jù)建立字符字典，并通過(guò)one-hot編碼，得到編碼后的合法域名數(shù)據(jù)向量和DGA域名數(shù)據(jù)向量；

步驟1.2，對(duì)合法域名數(shù)據(jù)集和DGA域名數(shù)據(jù)集中的域名數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)長(zhǎng)度最長(zhǎng)為準(zhǔn)，對(duì)不足長(zhǎng)度的域名數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字0填充。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟2中，生成網(wǎng)絡(luò)使用極大似然估計(jì)在合法域名數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟2中，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)使用最小化交叉熵在合法域名數(shù)據(jù)集和DGA域名數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟(a)中所述擾動(dòng)損失為ATN網(wǎng)絡(luò)生成合法域名對(duì)抗樣本的損失，即目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)對(duì)產(chǎn)生的合法域名對(duì)抗樣本的加權(quán)平均，其計(jì)算公式如下：

其中，L_G表示擾動(dòng)損失，G_D,θ表示ATN網(wǎng)絡(luò)，θ為ATN網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)向量，X表示合法域名，Γ表示合法域名數(shù)據(jù)集，D表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟(b)中所述噪聲擾動(dòng)方向函數(shù)的計(jì)算公式如下：

Z(X,G_D,θ(X))＝X-G_D,θ(X)＝X-X′

其中，Z為噪聲，X表示合法域名，X′表示合法域名對(duì)抗樣本，G_D,θ表示ATN網(wǎng)絡(luò)，θ為ATN網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)向量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟(d)中所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)損失為判斷輸入DGA域名數(shù)據(jù)生成的DGA域名對(duì)抗樣本的概率，其計(jì)算公式如下：

其中，L_D表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)損失，M表示DGA域名，T表示DGA域名數(shù)據(jù)集，R表示擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，X表示合法域名，Z表示噪聲，D表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟(e)中所述目標(biāo)損失函數(shù)的計(jì)算公式如下：

其中，L表示目標(biāo)損失函數(shù)，L_G表示擾動(dòng)損失，L_D表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)損失，G_D,θ表示ATN網(wǎng)絡(luò)，θ為ATN網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)向量，X表示合法域名，M表示DGA域名，R表示擾動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，Z表示噪聲；β為權(quán)重系數(shù)，以平衡擾動(dòng)損失和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)損失，β∈(0,1)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于幾何向量的對(duì)抗樣本生成方法，其特征在于，步驟(f)中通過(guò)最小化目標(biāo)損失函數(shù)更新ATN網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)向量，其計(jì)算公式如下：

其中，θ表示ATN網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)向量，L表示目標(biāo)損失函數(shù)，α為學(xué)習(xí)率。