Un système de vérification et de validation de la sécurité et l’intégration évolutive adaptative de la protection dans les systèmes d’informations avancés

Abstract

The Internet and new technologies of computer networks require to the company a high degree of the security and protection at the level of the systems. Security has become an impor-tant necessity, for that different tools are integrated as intrusion detection systems (IDS). IDS is very important components of the security infrastructure in any security policy. Moreover, the main purpose of IDS is to detect the different attacks and ensure the ability to discover the novel one for accompanying the attack's evolution. Regarding to the huge number of connections and the large flow of data on the Internet, IDS has a difficulty to detect attacks. Moreover, irrelevant and redundant features influence on the quality of IDS precisely on the detection rate and processing cost. Feature Selection (FS) is the important technique, which gives the issue for enhancing the performance of detection. The dissertation proposes two main contributions. In the first contri-bution, we propose a new taxonomy for feature selection algorithms in intrusion detection sys-tems. We provide a classification with a comparative study between different contribution ac-cording to their techniques and results. The second contribution proposes a distributed multi-objective algorithm of the feature selec-tion for intrusion detection systems. In fact, we propose a new multi-objective algorithm for feature selection called 'MOEDAFS' (Multi-Objective Estimation of Distribution Algorithms (EDA) for Feature Selection). MOEDAFS is based on EDA and Mutual Information (MI). EDA is used to explore the search space and MI is integrated as a probabilistic model to guide research by modelling re-dundancy and relevancy relationships between attributes. Therefore, we propose four probabil-istic models for MOEDAFS. MOEDAFS selects the best feature subsets that have better detec-tion accuracy with fewer selected features. MOEDAFS uses two objective functions: the mini-mization of the classification error rate (ER) and the number of selected features (NF). In order to demonstrate the performance of MOEDAFS, we used two comparisons: an internal comparison and an external comparison on NSL-KDD intrusion detection data. The internal comparison is performed between the four versions of MOEDAFS. The external com-parison is made against well-known feature selection algorithms: Deterministic, Metaheuristic, Multi-objective algorithms. Experimental results demonstrate that MOEDAFS outperforms other feature selection algorithms either in terms of classification accuracy or in terms of re-duction rates.

Description

L’Internet et les nouvelles technologies des réseaux informatiques exigent à l’entreprise d’assurer un haut degré de la sécurité et de protection au niveau des systèmes. La sécurité est devenue une nécessité importante. De ce fait, différents outils sont intégrés, comme les sys-tèmes de détection d’intrusion (IDS : Intrusion Detection System). IDS est un composant très important dans l’infrastructure de sécurité. De plus, l'objectif principal de l'IDS est de détecter les différentes attaques et d'assurer la capacité de découvrir les nouvelles attaques pour accom-pagner leurs évolutions. Concernant le grand nombre de connexions et le grand débit de données sur Internet, IDS a des difficultés de détection. De plus, les attributs non pertinents et redondants influencent sur la qualité de l'IDS plus précisément sur le taux de détection et le coût de traitement. La sélection d’attributs (FS : Feature Selection) est une technique importante, ce qui aide à améliorer les performances de détection. La dissertation propose deux contributions princi-pales. Dans la première contribution, nous proposons une nouvelle taxonomie pour les algo-rithmes de sélection d’attributs dans les systèmes de détection d’intrusion. Nous fournissons une classification avec une étude comparative entre différentes contributions en fonction de leurs techniques et résultats. La deuxième contribution propose un algorithme d’estimation distribuée multi-objectif pour la sélection d’attributs des systèmes de détection d’intrusion. En fait, un nouvel algorithme multi-objectif de sélection d’attributs appelé ‘MOEDAFS’ (Multi-Objective Estimation of Distribu-tion Algorithm for Feature Selection). Le MOEDAFS est basé sur EDA (Estimation of Distribution Algorithm) et Information Mutuelle (IM). EDA est utilisée pour explorer l'espace de recherche et MI est intégré comme un modèle probabiliste pour guider la recherche en modélisant la redondance et les relations de pertinence entre les attributs. Par conséquent, nous proposons quatre modèles probabilistes pour MOEDAFS. MOEDAFS sélectionne les meilleurs sous-ensembles d’attributs qui ont une meil-leure précision de détection avec le minimum nombre d’attributs sélectionnés. MOEDAFS uti-lise deux fonctions objectives : la minimisation du taux d'erreur de classification (ER : Error Rate) et le nombre d’attributs sélectionnés (NF : Number of Feature). Afin de démontrer la performance de MOEDAFS, on a introduit deux comparaisons : une comparaison interne et une comparaison externe sur un ensemble de données de détection d’intrusion NSL-KDD. La comparaison interne est effectuée entre les quatre versions de MOEDAFS. La comparaison externe est faite par rapport à certains algorithmes de sélection d’attributs déterministes, des algorithmes méta-heuristique, et multi-objectifs bien connus en littérature. Les résultats expérimentaux démontrent que MOEDAFS en plus efficace que les autres algorithmes de sélection d’attributs soit en termes de précision de classification ou en termes de taux de réduction.

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