Journals / International Journal of Engineering and Innovative Research / 2023 / Cilt: 5 Sayı: 3

Machine Learning Methods for Intrusion Detection in Computer Networks: A Comparative Analysis

Bilgisayar Ağlarında Saldırı Tespiti için Makine Öğrenme Yöntemleri: Karşılaştırmalı Bir Analiz

Pages
268–279
Publication Date
2023-10-13
DOI
—
🏛️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)

The result of the experimental study shows that the Extreme Gradient Boosting algorithm has an impressive success rate of 98.18% accuracy in accurately identifying threatening incoming packets.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:The widespread use of the Internet and the exponential increase in the number of devices connected to it bring along significant challenges as well as numerous benefits.
📊
Key Findings & Data:CSE-CIC-IDS2018 dataset containing common malicious attacks such as DOS, DDOS, Botnet and BruteForce is used.
💡
Conclusion & Impact:The result of the experimental study shows that the Extreme Gradient Boosting algorithm has an impressive success rate of 98.18% accuracy in accurately identifying threatening incoming packets.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Saldırı tespit sistemleri · makine öğrenmesi · ağ anamolisi

Abstract

The widespread use of the Internet and the exponential increase in the number of devices connected to it bring along significant challenges as well as numerous benefits. The most important of these challenges, and the one that needs to be addressed as soon as possible, is cyber threats. These attacks against individuals, organisations and even entire nations can lead to financial, reputational and temporal losses. The aim of this research is to compare and analyse machine learning methods to create an anomaly-based intrusion detection system that can detect and identify network attacks with a high degree of accuracy. Examining, tracking and analysing the data patterns and volume in a network will enable the creation of a reliable Intrusion Detection System (IDS) that will maintain the health of the network and ensure that it is a safe place to share information. To have high accuracy in the prediction of the data set by using Decision Trees, Random Forest, Extra Trees and Extreme Gradient Boosting machine learning techniques. CSE-CIC-IDS2018 dataset containing common malicious attacks such as DOS, DDOS, Botnet and BruteForce is used. The result of the experimental study shows that the Extreme Gradient Boosting algorithm has an impressive success rate of 98.18% accuracy in accurately identifying threatening incoming packets.

Özet

İnternetin yaygınlaşması ve ona bağlı cihazların sayısındaki katlanarak artış, sayısız faydanın yanı sıra önemli zorlukları da beraberinde getirmektedir. Bu zorluklardan en önemlisi ve bir an önce gereken tedbirlerin alınması gereken kısım siber tehditlerdir. Bireylere, kurumlara ve hatta tüm uluslara yönelik bu saldırılar maddi, itibari ve zamansal kayıplara yol açabilmektedir. Bu araştırmanın amacı, ağ saldırılarını yüksek doğruluk derecesi ile tespit edebilen ve tanımlayabilen anomali tabanlı saldırı tespit sistemi oluşturmak için gerekli makine öğrenmesi yöntemlerinin karşılaştırılması ve analizidir. Bir ağdaki veri modellerinin ve hacminin incelenmesi, takibi, analizi ağın sağlığını koruyacak ve bilgilerin paylaşılması için güvenli bir yer olmasını sağlayacak olan güvenilir bir Saldırı Tespit Sisteminin (STS) oluşturulmasını sağlayacaktır. Karar Ağaçları, Rastgele Orman, Extra Ağaçlar ve Extreme Gradient Boosting makine öğrenme teknikleri kullanılarak veri setinin tahmininde yüksek doğruluğa sahip olmaktır. DOS, DDOS, Botnet ve BruteForce gibi yaygın kötü amaçlı saldırıları içeren CSE-CIC-IDS2018 veri kümesi kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmanın sonucu, tehdit oluşturan gelen paketleri doğru bir şekilde belirlemede Extreme Gradient Boosting algoritması %98.18 doğruluk oranında etkileyici bir başarı oranı ortaya çıkarmıştır.

🔖

Cite This Article

KESKİN, S., OKATAN, E. (2023). Machine Learning Methods for Intrusion Detection in Computer Networks: A Comparative Analysis. International Journal of Engineering and Innovative Research, Cilt: 5 Sayı: 3, 268–279. https://ajindex.com/articles/969104

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (11)

  1. M. Salih Karaman, M. Turan, and M. Ali Aydın, (2021), ‘Yapay Sinir Ağı Kullanılarak Anomali Tabanlı Saldırı Tespit Modeli Uygulaması’, Avrupa Bilim ve Teknol. Derg., no. Ejosat Ek Özel Sayı (HORA), pp. 10–17 doi: 10.31590/EJOSAT.1115825
  2. M. Baykara and R. Daş, (2019), ‘Saldırı tespit ve engelleme araçlarının incelenmesi’, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Derg., vol. 10, no. 1, pp. 57–75 doi: 10.24012/DUMF.449059
  3. Q. R. S. Fitni and K. Ramli, (2020), ‘Implementation of ensemble learning and feature selection for performance improvements in anomaly-based intrusion detection systems’, Proc. - 2020 IEEE Int. Conf. Ind. 4.0, Artif. Intell. Commun. Technol. IAICT 2020, pp. 118–124 doi: 10.1109/IAICT50021.2020.9172014
  4. T. Das, O. A. Hamdan, R. M. Shukla, S. Sengupta, and E. Arslan, (2023), ‘UNR-IDD: Intrusion Detection Dataset using Network Port Statistics’, pp. 497–500 doi: 10.1109/CCNC51644.2023.10059640
  5. M. A. Shyaa, Z. Zainol, R. Abdullah, M. Anbar, L. Alzubaidi, and J. Santamaría, (2023), ‘Enhanced Intrusion Detection with Data Stream Classification and Concept Drift Guided by the Incremental Learning Genetic Programming Combiner’, Sensors (Basel)., vol. 23, no. 7, p. 3736 doi: 10.3390/s23073736
  6. M. S. Bıçakcı and S. Toklu, (2022), ‘ Bilgisayar Ağı Güvenliği için Hibrit Öznitelik Azaltma ile Makine Öğrenmesine Dayalı Bir Saldırı Tespit Sistemi Tasarımı’ Accessed: Apr. 26, 2023. [Online]. Available:
  7. P. Dini et al., (2022), ‘Design and Testing Novel One-Class Classifier Based on Polynomial Interpolation with Application to Networking Security’, IEEE Access, vol. 10, pp. 67910–67924 doi: 10.1109/ACCESS.2022.3186026
  8. B. Ekici and H. Takcı, (2022), ‘Bilgisayar Ağlarında Anomali Tespiti Yaklaşımı ile Saldırı Tespiti’, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilim. Derg., vol. 22, no. 5, pp. 1016–1027 doi: 10.35414/AKUFEMUBID.1114906
  9. J. Yoo, B. Min, S. Kim, D. Shin, and D. Shin, (2021), ‘Study on Network Intrusion Detection Method Using Discrete Pre-Processing Method and Convolution Neural Network’, IEEE Access, vol. 9, pp. 142348–142361 doi: 10.1109/ACCESS.2021.3120839
  10. S. Seth, K. K. Chahal, and G. Singh, (2021), ‘A Novel Ensemble Framework for an Intelligent Intrusion Detection System’, IEEE Access, vol. 9, pp. 138451–138467 doi: 10.1109/ACCESS.2021.3116219
  11. A. Jumabek, S. Yang, and Y. Noh, (2021), ‘CatBoost-Based Network Intrusion Detection on Imbalanced CIC-