Internet traffic recognition is an essential tool for access providers since recognizing traffic categories related to different data packets transmitted on a network help them define adapted priorities. That means, for instance, high priority requirements for an audio conference and low ones for a file transfer, to enhance user experience. As internet traffic becomes increasingly encrypted, the mainstream classic traffic recognition technique, payload inspection, is rendered ineffective. This paper uses machine learning techniques for encrypted traffic classification, looking only at packet size and time of arrival. Spiking neural networks (SNN), largely inspired by how biological neurons operate, were used for two reasons. Firstly, they are able to recognize time-related data packet features. Secondly, they can be implemented efficiently on neuromorphic hardware with a low energy footprint. Here we used a very simple feedforward SNN, with only one fully-connected hidden layer, and trained in a supervised manner using the newly introduced method known as Surrogate Gradient Learning. Surprisingly, such a simple SNN reached an accuracy of 95.9% on ISCX datasets, outperforming previous approaches. Besides better accuracy, there is also a very significant improvement on simplicity: input size, number of neurons, trainable parameters are all reduced by one to four orders of magnitude. Next, we analyzed the reasons for this good accuracy. It turns out that, beyond spatial (i.e. packet size) features, the SNN also exploits temporal ones, mostly the nearly synchronous (within a 200ms range) arrival times of packets with certain sizes. Taken together, these results show that SNNs are an excellent fit for encrypted internet traffic classification: they can be more accurate than conventional artificial neural networks (ANN), and they could be implemented efficiently on low power embedded systems.


翻译:互联网交通识别是接入提供者的一个重要工具, 因为它承认了与网络传输的不同数据包相关的交通类别, 有助于他们确定适应性的优先事项。 这意味着, 例如, 音频会议和低文件传输的优先要求, 从而增强用户经验。 随着互联网交通日益加密, 主流经典交通识别技术, 有效载荷检查, 变得无效。 此纸张使用加密交通分类的机器学习技术, 只看信封大小和到达时间。 嗅觉神经网络( SNNN) 在很大程度上受生物神经元如何运行的启发, 有两个原因。 首先, 它们能够识别时间相关数据包的特性。 其次, 它们可以在能量足迹较低的神经畸形硬件上高效地执行。 我们在这里使用非常简单的种子输入速度, 只有一个完全连接的隐藏层, 并且以监督的方式培训, 使用被称为 Surrogate Grate Learning 的加密方法。 令人惊讶的是, 简单的 SNNNNN 网络在 ISCX 数据解码上实现了95.9%的准确性,, 超越了以往的方法。 除了更高的准确性外,, 它们还有更精确性,, 在简化的直径的网络上也有一个非常的精确的改进了。 。 的精确的精确性 。 。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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