Journal of Information Security Reserach ›› 2021, Vol. 7 ›› Issue (4): 351-358.

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Application of Feature Extraction Method Based on Reinforcement Learning in Attack Recognition

  

  • Online:2021-04-05 Published:2021-04-14

基于强化学习的特征提取方法在攻击识别中的应用

李晓明1  王文晖2  任琳琳1  晏涌2  陈兆玉2  沙芸2  刘学君2   

  1. 1(中国航空油料集团有限公司信息技术和网络安全研发中心  北京  100089)
    2(北京石油化工学院信息工程学院  北京  102600)

  • 通讯作者: 刘学君
  • 作者简介:李晓明 硕士,工程师,主要研究方向为工控数据分析与处理. lixm@cnaf.com 王文晖 硕士研究生,主要研究方向为人工智能与机器人. 1431786238@qq.com 任琳琳 硕士,工程师,主要研究方向为工控安全. renll01@cnaf.com 晏涌 硕士,副教授,主要研究方向为数据感知与分析处理. yanyong@bipt.edu.cn 陈兆玉 硕士研究生,主要研究方向为人工智能与机器人. 1505316500@qq.com 沙芸 博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为数据挖掘与模式识别. shayun@bipt.edu.cn 刘学君 博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向为人工智能与机器人. lxj@bipt.edu.cn

Abstract:  Aiming at the low accuracy and long time of training of industrial control datasets, this paper proposes a feature selection method based on reinforcement learning. Firstly, it builds a decision matrix by reinforcement learning. Then extract the features by decision matrix, and gain processed dataset. Process NSL-KDD, own created and Mississippi datasets with PCA and reinforcement learning, then put their original and processed datasets into SVM and neural network. The result shows that this method is appropriate on datasets whose features are not relative. Reinforcement learning can increase index such as accuracy and precision, and decrease training time.

Key words: industrial control datasets, reinforcement learning, feature selection, dataset preprocessing, neural network, SVM

摘要: 针对工控数据集特征数量较大时的分类准确率较低和训练时间较长等问题,本文提出了一种采用强化学习来进行特征提取对数据集进行预处理的方法。首先,通过强化学习确定过程矩阵和决策矩阵,再根据决策矩阵进行特征提取,获得预处理数据集。将NSL-KDD、自建数据集和密西西比数据集的原始数据集、PCA和强化学习后的数据集分别用神经网络和SVM训练并进行分类,实验结果表明,该方法适用特征关联度较低的数据集进行神经网络训练。强化学习能有效提高分类的准确率、精确率等指标,并减少运行时间,提高效率。

关键词: 工控数据集, 强化学习, 特征提取, 数据集预处理, 神经网络, 支持向量机