With the development of the Internet of Things (IoT), network intrusion detection is becoming more complex and extensive. It is essential to investigate an intelligent, automated, and robust network intrusion detection method. Graph neural networks based network intrusion detection methods have been proposed. However, it still needs further studies because the graph construction method of the existing methods does not fully adapt to the characteristics of the practical network intrusion datasets. To address the above issue, this paper proposes a graph neural network algorithm based on behavior similarity (BS-GAT) using graph attention network. First, a novel graph construction method is developed using the behavior similarity by analyzing the characteristics of the practical datasets. The data flows are treated as nodes in the graph, and the behavior rules of nodes are used as edges in the graph, constructing a graph with a relatively uniform number of neighbors for each node. Then, the edge behavior relationship weights are incorporated into the graph attention network to utilize the relationship between data flows and the structure information of the graph, which is used to improve the performance of the network intrusion detection. Finally, experiments are conducted based on the latest datasets to evaluate the performance of the proposed behavior similarity based graph attention network for the network intrusion detection. The results show that the proposed method is effective and has superior performance comparing to existing solutions.


翻译:随着物联网(IoT)的发展,网络入侵检测变得越来越复杂和广泛。研究智能、自动化、强健的网络入侵检测方法非常重要。基于图神经网络的网络入侵检测方法已经被提出。然而,现有方法的图构建方法并未完全适应实际网络入侵数据集的特点,因此仍需要进一步研究。为解决上述问题,该论文提出了一种基于行为相似性的图神经网络算法(BS-GAT),采用图注意力网络。首先,分析实际数据集的特点,利用行为相似性开发出一种新的图构建方法。将数据流视为图中的节点,节点的行为规则用作边缘连接,构建一个每个节点有相对均匀数量邻居的图。然后,将边缘行为关系权重合并到图注意力网络中,以利用数据流之间的关系和图的结构信息,从而提高网络入侵检测的性能。最后,基于最新数据集进行实验,评估了所提出的基于行为相似性的图注意力网络在网络入侵检测方面的性能。结果表明,所提出的方法是有效的,与现有解决方案相比具有优越的性能。

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