基于BP神经网络与决策树的入侵探测与分类研究

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在当今复杂的网络发展背景下,信息技术与科学计算并行且光速发展,使得互联网成为消息传播的首要途径,互联网也渐渐变成了一个开放的分布式计算环境,衍生出大量复杂多样的网络应用。随之而来的还有层出不穷的入侵行为,传统的入侵探测与分类方法已经无法应对变换复杂的入侵行为,难以满足人们对于网络安全的需求,入侵探测与分类系统也越来越受到人们的重视,但其仍存在数据量过大,误报率高,处理效率低等问题。为解决以上问题,本文改进了BP神经网络算法,搭建了基于改进的BP神经网络算法的入侵探测模型进行入侵探测,提出基于决策树C4.5_Y算法的入侵分类模型进行入侵分类。首先,数据集选用了检测入侵探测系统性能较好的KDD CUP 99公开数据集,以加权的形式优化主成分分析法对数据进行降维,通过引入修正因子和震荡因子对BP神经网络算法进行改进,对数据进行入侵探测。然后,对决策树C4.5算法进行优化,搭建了基于决策树C4.5_Y算法的入侵分类模型,对应用基于改进的BP神经网络算法的探测模型所探测到的入侵数据进行细致分类。最后,通过对比实验,对探测与分类的精度和效率进行验证,实验结果显示,基于改进的BP神经网络算法的入侵探测模型和基于决策树C4.5_Y算法的入侵分类模型降低了数据的维度,去除了冗余数据,保证了训练集相对独立,提高了入侵探测效率,细化了入侵分类的精度,极大提升了模型和算法联动的泛化能力。
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