As the number of heterogenous IP-connected devices and traffic volume increase, so does the potential for security breaches. The undetected exploitation of these breaches can bring severe cybersecurity and privacy risks. Anomaly-based \acp{IDS} play an essential role in network security. In this paper, we present a practical unsupervised anomaly-based deep learning detection system called ARCADE (Adversarially Regularized Convolutional Autoencoder for unsupervised network anomaly DEtection). With a convolutional \ac{AE}, ARCADE automatically builds a profile of the normal traffic using a subset of raw bytes of a few initial packets of network flows so that potential network anomalies and intrusions can be efficiently detected before they cause more damage to the network. ARCADE is trained exclusively on normal traffic. An adversarial training strategy is proposed to regularize and decrease the \ac{AE}'s capabilities to reconstruct network flows that are out-of-the-normal distribution, thereby improving its anomaly detection capabilities. The proposed approach is more effective than state-of-the-art deep learning approaches for network anomaly detection. Even when examining only two initial packets of a network flow, ARCADE can effectively detect malware infection and network attacks. ARCADE presents 20 times fewer parameters than baselines, achieving significantly faster detection speed and reaction time.


翻译:随着不同式的IP连接装置和交通量的增加,安全破坏的可能性也随之增加。对这些破坏的未察觉利用可带来严重的网络安全和隐私风险。基于异常的 \ acp{IDS} 在网络安全中发挥着不可或缺的作用。在本文中,我们提出了一个实用的、不受监督的、基于异常的深层学习探测系统,称为ARCADE(对未经监督的网络异常破坏进行常规化的常规化共振自动编码器),随着动态的分布,ARCADE自动建立正常交通概况,使用少量初始网络流动的原始小节目,以便在潜在网络异常和入侵对网络造成更大破坏之前能够有效地被检测出来。ARCADE完全接受关于正常交通的培训。提议了一项对抗性培训战略,以规范并降低对超常规分布的网络流动进行重建的能力,从而改进其异常探测能力。拟议的方法比一些最初式网络的原始分流速度要有效得多,即使在初步的检测模型中,ARCADE网络也比初步的测算得更快。

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