[發(fā)明專利]面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210427423.6
• 申請(qǐng)日: 2022-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115051828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宇航;姜文剛;郭祥;翟江濤;王晰晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L9/40
• 分類(lèi)號(hào): H04L9/40;G06N3/04;G06N3/08;H04L12/46
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 李寰

1.一種面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，采用基于改進(jìn)的C-SMOTE算法，平衡原始數(shù)據(jù)集，在平衡數(shù)據(jù)集后進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，然后利用基于注意力機(jī)制改進(jìn)的CNN網(wǎng)絡(luò)流量識(shí)別模型，識(shí)別分類(lèi)SSL VPN流量，并用深度可分離卷積替代傳統(tǒng)卷積，減少網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和計(jì)算復(fù)雜度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟一、獲取數(shù)據(jù)集：捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量，生成會(huì)話，通過(guò)五元組對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量過(guò)濾分流并獲取原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集；

步驟二、平衡數(shù)據(jù)集：采用基于改進(jìn)的C-SMOTE算法，對(duì)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理；

步驟三、數(shù)據(jù)預(yù)處理：讀取數(shù)據(jù)流，截取一定長(zhǎng)度的字節(jié)，并進(jìn)行歸一化處理，然后將SSL VPN流量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和測(cè)試集兩部分；

步驟四、SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)模型：在傳統(tǒng)的一維CNN網(wǎng)絡(luò)流量模型中引入注意力機(jī)制，然后用深度可分離卷積替代傳統(tǒng)卷積；

步驟五、分類(lèi)SSL VPN加密流量：將經(jīng)過(guò)步驟三處理后的數(shù)據(jù)集輸入到基于注意力機(jī)制改進(jìn)的CNN網(wǎng)絡(luò)流量識(shí)別模型，識(shí)別分類(lèi)SSL VPN加密流量；

步驟六、對(duì)獲得的指標(biāo)結(jié)果分析，并選取參數(shù)，優(yōu)化加密流量識(shí)別方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，所述步驟一中所述獲取數(shù)據(jù)集的具體內(nèi)容和方法是：定義TCP流為以握手協(xié)議中的SYN標(biāo)志位開(kāi)始，并且以FIN標(biāo)志位或以RST標(biāo)志位結(jié)尾的TCP雙向流；定義UDP流為以第一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)為開(kāi)始，如果兩個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)的時(shí)間間隔超過(guò)一分鐘，則認(rèn)為數(shù)據(jù)流結(jié)束，新數(shù)據(jù)流的開(kāi)始。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，所述步驟二中平衡數(shù)據(jù)集的具體內(nèi)容和過(guò)程為：計(jì)算原始數(shù)據(jù)集中每類(lèi)樣本的數(shù)量，分離原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集中的多數(shù)類(lèi)和少數(shù)類(lèi)樣本，然后設(shè)定多數(shù)類(lèi)樣本與少數(shù)類(lèi)樣本的比值不大于10，計(jì)算出所需生成的少數(shù)類(lèi)樣本數(shù)量；計(jì)算少數(shù)類(lèi)樣本的質(zhì)心；以質(zhì)心為端點(diǎn)，根據(jù)插值的方法生成新樣本，重復(fù)此過(guò)程，直到新生成的少數(shù)類(lèi)樣本略多于需要的少數(shù)類(lèi)樣本；將包含新生成樣本的少數(shù)類(lèi)樣本設(shè)為S，篩選出邊界模糊樣本并刪除，直至符合設(shè)定的少數(shù)類(lèi)樣本數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，所述步驟二中，計(jì)算少數(shù)類(lèi)樣本的質(zhì)心：設(shè)少數(shù)類(lèi)樣本的原始樣本為：

其中，表示樣本x_m的第i個(gè)屬性，則質(zhì)心為：

其中，Q為少數(shù)類(lèi)樣本的總數(shù)，然后根據(jù)以下公式生成新的少數(shù)類(lèi)樣本：

X_new＝X_j+rand(0,1)*(X_c-X_j)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，所述步驟二中，將新生成的樣本插入少數(shù)類(lèi)樣本集，將包含新生成樣本的少數(shù)類(lèi)樣本設(shè)為集合S，取集合S中一個(gè)樣本X_s，找距離X_s最近的w個(gè)樣本，若在這w個(gè)樣本中，少數(shù)類(lèi)樣本的數(shù)量小于多數(shù)類(lèi)的數(shù)量，則將其視為邊界模糊樣本并刪除，直至集合S的數(shù)量符合設(shè)定的少數(shù)類(lèi)樣本數(shù)量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種面向類(lèi)別不平衡下的SSL VPN加密流量識(shí)別分類(lèi)方法，其特征在于，步驟三中所述數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體過(guò)程為：讀取平衡化后數(shù)據(jù)集中的每條數(shù)據(jù)流，判斷每個(gè)數(shù)據(jù)流的長(zhǎng)度是否符合784個(gè)字節(jié)；如果數(shù)據(jù)流的長(zhǎng)度大于784個(gè)字節(jié)，則執(zhí)行截?cái)啵绻麛?shù)據(jù)流的長(zhǎng)度小于784，則執(zhí)行零填充；對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理；將處理好的平衡流量數(shù)據(jù)集按8：2的比例分為訓(xùn)練集和測(cè)試集兩部分。