КЛАСИФІКАЦІЯ МЕРЕЖЕВИХ АТАК МЕТОДАМИ МАШИННОГО НАВЧАННЯ В УМОВАХ ДИСБАЛАНСУ ТРЕНУВАЛЬНИХ ДАНИХ

Анотація

Об'єктом дослідження є процес виявлення мережевих вторгнень. Предметом дослідження є методи класифікації мережевих вторгнень. Метою дослідження є підвищення якості та швидкості ансамблевих класифікаторів в задачах класифікації мережевих вторгнень в умовах дисбалансу тренувальних даних. Методи, що використовуються: методи машинного навчання, методи попередньої обробки даних, ансамблеві класифікатори, метод перебалансування шляхом синтетичного збільшення меншості (SMOTE). Отримані результати: досліджено ефективність використання різних підходів для класифікації мережевих вторгнень в умовах дисбалансу класів у тренувальній вибірці. Запропоновано комплексний підхід, що передбачає попередню обробку даних за допомогою методу SMOTE для синтетичного балансування навчальної вибірки, а також його подальший аналіз з використанням ансамблевих моделей машинного навчання, що дало змогу покращити показники класифікації міноритарних класів. Найкращі результати отримано при поєднанні SMOTE з ансамблевими моделями, зокрема Bagging, Gradient Boosting та AdaBoost. Висновки. За результатами дослідження запропоновано удосконалений підхід до класифікації мережевого трафіку, який поєднує попереднє балансування вибірки методом SMOTE з ансамблевими алгоритмами беггінг та бустинг. Комплексне використання цих методів дозволило покращити значення метрики Recall для міноритарних класів. Загалом запропонований підхід забезпечив покращення якості класифікації: 18% для атак типу Infiltration, 33% для атак з використанням SQL-ін’єкцій та до 53% для атак XSS у порівнянні з базовими моделями машинного навчання без додаткового перебалансування вхідних даних.