[發明專利]一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法

在審

• 申請號: 202111558864.1
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN113949589A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 李煥洲;唐彰國;張健;蔡程;李雙成
• 申請（專利權）人: 四川師范大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;G06N3/08
• 代理公司: 成都為知盾專利代理事務所(特殊普通合伙) 51267
• 代理人: 李漢強

1.一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，包括：

步驟1：獲取原始流量數據包，并對所述原始流量數據包進行預處理；

步驟2：采用統計過濾的方法，將預處理后的原始流量數據包按會話形式存儲為會話文件；

步驟3：以二進制格式打開并讀取所述會話文件；

步驟4：獲取二進制會話文件，以字節為單位計算會話文件的轉移概率矩陣，然后將矩陣值與像素一一映射，得到該會話文件的馬爾科夫圖像。

2.根據權利要求1所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，所述原始流量數據包的文件格式包括數種離線文件格式；所述原始流量數據包的類型包括數種類型。

3.根據權利要求2所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，所述原始流量數據包的類型具體包括正常流量類型、加密流量類型、應用流量類型和攻擊流量類型；所述原始流量數據包的格式具體包括pcap格式和cap格式。

4.根據權利要求1所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，步驟2中將預處理后的原始流量數據存儲為會話文件具體為：采用會話形式對原始流量數據包進行切分，切分后存儲原始流量數據包中的所有內容。

5.根據權利要求4所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，步驟2中，所述會話形式為雙向流，包括流的兩個方向，即源IP和目的IP、源端口和目的端口是互換的。

6.根據權利要求5所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，所述會話文件包括存儲時間、源IP、目的IP、協議類型和會話長度。

7.根據權利要求1所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，步驟2具體為：

步驟2.1：對原始流量數據包進行流量統計及過濾；

步驟2.2：然后將整個原始流量數據包以會話為單位進行切分；

步驟2.3：將切分后的多個會話依次保存為會話文件，每一個會話對應一個會話文件。

8.根據權利要求1所述的一種網絡流量的馬爾科夫圖像表征方法，其特征在于，步驟4具體為：

步驟4.1：獲取二進制會話文件，以字節為單位進行讀取；

步驟4.2：對于兩個相鄰的字節X₁和字節X₂,由于字節X₂出現的概率只與字節X₁有關，由此得到P(X₂|X₁)的轉移概率矩陣，其公式為：

；

其中，P_x1,x2為轉移概率，x1和x2分別為字節流中兩個相鄰的字節X₁和字節X₂的實際值；

P_x1,x2的計算公式為：

其中表示x2緊隨x1出現的頻率；

步驟4.3:將得到的轉移概率矩陣進行擴展，其中每個元素乘以255，使每個元素的值從區間[0,1]擴展到[0,255]內；

步驟4.4：將擴展后的轉移概率矩陣轉化為圖像，其中轉移概率矩陣中每一位元素值即對應256*256圖像中該位的像素值，將轉移概率矩陣和圖像一一對應得到馬爾科夫圖像，完成會話文件的馬爾科夫圖像轉換。