Journals / Bilişim Teknolojileri Dergisi / 2026 / Cilt: 11 Sayı: 2

Intrusion Detection with Machine Learning and Feature Selection Methods

Makine Öğrenmesi ve Öznitelik Seçim Yöntemleriyle Saldırı Tespiti

Oğuz Kaynar(CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ)
Halil Arslan(CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ)
Yasin Görmez(CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ)
Yunus Emre Işık(CUMHURİYET ÜNİVERSİTESİ)
Pages
175–185
Publication Date
2018-04-30
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Besides, it shows that extreme learning machines are able to be integrated to intrusion detection systems conveniently and be used as an alternative method because of reasons such as having high success rate, being faster than other classification methods and having simple training algorithm.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:As computers and the internet become indispensable elements of everyday life, the number of internet sites and web based applications have increased rapidly.
📊
Key Findings & Data:In this study, new data sets are obtained by applying chi square, information gain, gain ratio, gini coefficient, oneR, reliefF, genetic, forward and backward feature selection algorithms on KDDCup99 dataset generated for intrusion detection systems.
💡
Conclusion & Impact:Besides, it shows that extreme learning machines are able to be integrated to intrusion detection systems conveniently and be used as an alternative method because of reasons such as having high success rate, being faster than other classification methods and having simple training algorithm.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Saldırı Tespiti · Makine Öğrenmesi · Öznitelik Seçimi

Abstract

As computers and the internet become indispensable elements of everyday life, the number of internet sites and web based applications have increased rapidly. The sharing of information, ideas and money through internet sites and applications has made information security an important and actual issue. Softwares such as security walls and virus programs are used for computer and system security have not been enough. For this reason, it is aimed to solve the possible threats by detecting abnormal behaviors with the intrusion detection systems that are proposed as an alternative to existing software. In this study, new data sets are obtained by applying chi square, information gain, gain ratio, gini coefficient, oneR, reliefF, genetic, forward and backward feature selection algorithms on KDDCup99 dataset generated for intrusion detection systems. In order to compare the new data sets obtained with the original size data set, different models are developed by using k-nearest-neighbor, support vector machines and extreme learning machines. In this study, all three methods for test data having best results are compared by using mentioned feature selection methods according to metrics such as success rate, precision, false alarm error, f-measure. As the result of experiments, it is seen that feature selection methods increases the success rate and enables models to function faster for all three classification methods. Besides, it shows that extreme learning machines are able to be integrated to intrusion detection systems conveniently and be used as an alternative method because of reasons such as having high success rate, being faster than other classification methods and having simple training algorithm.

Özet

Bilgisayar ve internetin, günlük yaşamın vazgeçilmez bir unsuru haline gelmesi ile birlikte internet sitelerinin ve web tabanlı uygulamaların sayısı da hızla artmıştır. Bilgi, fikir, para gibi birçok önemli unsurun internet siteleri ve uygulamalar aracılığıyla paylaşımının yapılması ise bilgi güvenliği konusunu önemli ve güncel bir hale getirmiştir. Günümüze kadar güvenlik duvarı, virüs programları gibi yazılımlar bilgisayar ve sistem güvenliği için kullanılmış ancak yeterli olmamıştır. Bu nedenle mevcut yazılımlara alternatif olarak ortaya atılan saldırı tespit sistemleri ile anormal davranışlar tespit edilerek olası tehlikelerin çözümlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada ise saldırı tespit sistemleri için üretilen KDDCup99 veri seti üzerinde ki kare, bilgi kazancı, kazanım oranı, gini katsayısı, oneR, reliefF, genetik, ileriye doğru ve geriye doğru öznitelik seçim algoritmaları uygulanarak yeni veri setleri elde edilmiştir. Elde edilen yeni veri setlerini, orijinal boyuttaki veri seti ile karşılaştırmak için en yakın k komşu, destek vektör makineleri ve aşırı öğrenme makineleri kullanılarak farklı modeller geliştirilmiştir. Çalışmada, her üç yöntem için belirtilen öznitelik seçme yöntemleri kullanılarak test verileri için en yüksek başarıma sahip modeler başarı oranı, hassasiyet yanlış alarm oranı, f-ölçütü gibi çeşitli metrikler yardımıyla karşılaştırılmıştır. Yapılan analizlerin sonucunda öznitelik seçim yöntemlerinin her üç sınıflama yöntemi içinde başarı oranını artırdığı ve modellerin daha hızlı çalışmasını sağladığı görülmüştür. Ayrıca, yüksek başarı oranları, diğer sınıflama yöntemlerine oranla son derece hızlı olması, eğitim algoritmasının basit olması gibi nedenlerden dolayı aşırı öğrenme makinalarının çevrimiçi saldırı tespit sistemlerine rahatlıkla entegre edilebileceğini ve alternatif bir yöntem olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

🔖

Cite This Article

Kaynar, O., Arslan, H., Görmez, Y., Işık, Y. E. (2018). Intrusion Detection with Machine Learning and Feature Selection Methods. Bilişim Teknolojileri Dergisi, Cilt: 11 Sayı: 2, 175–185. https://doi.org/10.17671/gazibtd.368583

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (32)

  1. S. Mukkamala, G. Janoski, ve A. Sung, “Intrusion detection using neural networks and support vector machines”, içinde Proceedings of the 2002 International Joint Conference on Neural Networks, 2002. IJCNN ’02, 2002, c. 2, ss. 1702–1707.
  2. M. O. Depren, M. Topallar, E. Anarim, ve K. Ciliz, “Network-based anomaly intrusion detection system using SOMs”, içinde Proceedings of the IEEE 12th Signal Processing and Communications Applications Conference, 2004., 2004, ss. 76–79.
  3. O. Depren, M. Topallar, E. Anarim, ve M. K. Ciliz, “An intelligent intrusion detection system (IDS) for anomaly and misuse detection in computer networks”, Expert Syst. Appl., c. 29, sayı 4, ss. 713–722, Kasım 2005.
  4. M. H. Sazlı ve H. Tanrıkulu, “Saldırı Tespit Sistemlerinde Yapay Sinir Ağlarının Kullanılması”, sunulan XII. “Türkiye’de İnternet” Konferansı, 2007
  5. A. Tajbakhsh, M. Rahmati, ve A. Mirzaei, “Intrusion detection using fuzzy association rules”, Appl. Soft Comput., c. 9, sayı 2, ss. 462–469, Mar. 2009.
  6. G. Wang, J. Hao, J. Ma, ve L. Huang, “A new approach to intrusion detection using Artificial Neural Networks and fuzzy clustering”, Expert Syst. Appl., c. 37, sayı 9, ss. 6225–6232, Eylül 2010.
  7. Ş. Sağiroğlu, E. N. Yolaçan, ve U. Yavanoğlu, “Zeki Saldırı Tespit Sistemi Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi”, Gazi Üniversitesi Mühendis.-Mimar. Fakültesi Derg., c. 26, sayı 2, 2011.
  8. J. Liu, S. Chen, Z. Zhou, ve T. Wu, “An Anomaly Detection Algorithm of Cloud Platform Based on Self-Organizing Maps”, Math. Probl. Eng., c. 2016, s. e3570305, Nis. 2016.
  9. Ç. Yıldız, T. Y. Ceritli, B. Kurt, B. Sankur, ve A. T. Cemgil, “Attack detection in VOIP networks using Bayesian multiple change-point models”, içinde 2016 24th Signal Processing and Communication Application Conference (SIU), 2016, ss. 1301–1304.
  10. D. Erhan, E. Anarım, ve G. K. Kurt, “DDoS attack detection using matching pursuit algorithm”, içinde 2016 24th Signal Processing and Communication Application Conference (SIU), 2016, ss. 1081–1084.
  11. S. Shakya ve B. R. Kaphle, “Intrusion Detection System Using Back Propagation Algorithm and Compare its Performance with Self Organizing Map”, J. Adv. Coll. Eng. Manag., c. 1, sayı 0, ss. 127–138, May. 2016.
  12. Ç. Kaya, O. Yıldız, ve S. Ay, “Performance analysis of machine learning techniques in intrusion detection”, içinde 2016 24th Signal Processing and Communication Application Conference (SIU), 2016, ss. 1473–1476.
  13. Ç. Kaya ve O. Yildiz, “Makine Öğrenmesi Teknikleriyle Saldırı Tespiti: Karşılaştırmalı Analiz”, Marmara Fen Bilim. Derg., c. 26, sayı 3, ss. 89–104, 2014.
  14. S. Mukkamala, A. H. Sung, ve A. Abraham, “Intrusion detection using an ensemble of intelligent paradigms”, J. Netw. Comput. Appl., c. 28, sayı 2, ss. 167–182, Nisan 2005.
  15. S. Peddabachigari, A. Abraham, C. Grosan, ve J. Thomas, “Modeling intrusion detection system using hybrid intelligent systems”, J. Netw. Comput. Appl., c. 30, sayı 1, ss. 114–132, Ocak 2007.
  16. S. S. Sivatha Sindhu, S. Geetha, ve A. Kannan, “Decision tree based light weight intrusion detection using a wrapper approach”, Expert Syst. Appl., c. 39, sayı 1, ss. 129–141, Ocak 2012.
  17. S.-J. Horng vd., “A novel intrusion detection system based on hierarchical clustering and support vector machines”, Expert Syst. Appl., c. 38, sayı 1, ss. 306–313, Ocak 2011.
  18. F. Amiri, M. Rezaei Yousefi, C. Lucas, A. Shakery, ve N. Yazdani, “Mutual information-based feature selection for intrusion detection systems”, J. Netw. Comput. Appl., c. 34, sayı 4, ss. 1184–1199, Temmuz 2011.
  19. Y. Li, J. Xia, S. Zhang, J. Yan, X. Ai, ve K. Dai, “An efficient intrusion detection system based on support vector machines and gradually feature removal method”, Expert Syst. Appl., c. 39, sayı 1, ss. 424–430, Ocak 2012.
  20. M. A. Ambusaidi, X. He, P. Nanda, ve Z. Tan, “Building an Intrusion Detection System Using a Filter-Based Feature Selection Algorithm”, IEEE Trans. Comput., c. 65, sayı 10, ss. 2986–2998, Ekim 2016.
  21. Y. Zhu, J. Liang, J. Chen, ve Z. Ming, “An improved NSGA-III algorithm for feature selection used in intrusion detection”, Knowl.-Based Syst., c. 116, ss. 74–85, Ocak 2017.
  22. S. Singh, S. Silakari, ve R. Patel, “An efficient feature reduction technique for intrusion detection system”, sunulan International Conference on Machine Learning and Computing, 2011, c. 3.
  23. P. R. K. Varma, V. V. Kumari, ve S. S. Kumar, “Feature Selection Using Relative Fuzzy Entropy and Ant Colony Optimization Applied to Real-time Intrusion Detection System”, Procedia Comput. Sci., c. 85, ss. 503–510, 2016.
  24. G.-B. Huang, Q.-Y. Zhu, ve C.-K. Siew, “Extreme learning machine: Theory and applications”, Neurocomputing, c. 70, sayı 1–3, ss. 489–501, Aralık 2006.
  25. T. Kavzoğlu, E. K. Şahin, ve İ. Çölkesen, “Heyelan Duyarlılık Analizinde Ki-Kare Testine Dayalı Faktör Seçimi”, sunulan V. Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bi lgi Sistemleri Sempozyumu (UZAL CBS 2014 ), 2014.
  26. K. Kira ve L. A. Rendell, “A pratical approach to feature selection”, sunulan Proceedings of the ninth international workshop on Machine learning., 1992.
  27. I. Kononenko, “Estimating attributes: Analysis and extensions of RELIEF”, içinde Machine Learning: ECML-94, 1994, ss. 171–182.
  28. Internet: KDD Cup 99 dataset. http://kdd.ics.uci.edu/databases/kddcup99/kddcup99.html, 10.03.2017.
  29. Internet: Precision and Recall. https://en.wikipedia.org/wiki/Precision_and_recall, 21.09.2017.
  30. I. Kononenko, “Estimating attributes: Analysis and extensions of RELIEF”, içinde Machine Learning: ECML-94, 1994, ss. 171–182.
  31. Internet: KDD Cup 99 dataset. http://kdd.ics.uci.edu/databases/kddcup99/kddcup99.html, 10.03.2017.
  32. Internet: Precision and Recall. https://en.wikipedia.org/wiki/Precision_and_recall, 21.09.2017.