随着科技进步和计算机网络技术的飞速发展,网络“黑客”的攻击手段越来越先进,信息安全问题也越来越突出。为了有效保护信息传输的安全,提出一种基于自适应优化算法的信息安全检测技术,将具有自适应功能的优化算法应用于信息检测中,通过动态调整交叉概率和变异概率,利用多次迭代得出最优解,实现最优检测,最终达到提高检测的准确率和减少误报率的目的。
论文关键词:自适应;优化算法;信息安全;变异算法
0引言
计算机网络不断被非法入侵,重要情报资料被窃取,甚至造成网络系统的瘫痪,给各个国家及众多公司造成巨大的经济损失,严重地危害到国家和地区的安全。对信息安全进行保护己经成为刻不容缓的重要课题。
当前计算机网络正在各个领域迅速普及,整个社会对网络的依赖程度越来越大,网络已经成为社会和经济发展的强大动力,其地位越来越重要。众多的企业、组织、部门与机构都在组建和发展自己的网络,并连接到Internet上,以充分共享、利用网络的信息和资源。
但伴随着网络的发展,也产生了各种各样的问题,其中以安全问题尤为突出。网络攻击与入侵行为,对国家安全、经济、社会生活造成了极大的威胁。目前,有超过120个国家己经或正在开发网络攻击技术,有些恐怖分子和极端分子甚至可以获得对国防信息系统的控制,严重削弱一个国家对军事力量的部署和维持能力。
通常的信息安全检测系统存在漏报率和误报率高,实时性差,训练数据代价高,自适应性差,可扩展性和可移植性差等问题。优化算法可以用来产生检测系统的规则,用来区分正常的连接和异常的连接。然而简单的优化算法搜索能力不强,收敛速度较慢,而且算法的稳定性不高,不能保证收敛于全局最优解。针对以上问题,本文设计了一种基于自适应优化算法的信息安全检测技术。
1自适应优化算法
1994年Srinivas等人提出了一种根据适应度动态调整交叉概率Pc和变异概率Pm的自适应优化算法。在Srinivas等人提出的自适应优化算法中,交叉概率Pc和变异概率Pm按如下公式进行自适应调整。
式中:为种群中最大的适应度值;为每代种群的平均适应度值;为要交叉的两个个体中较大的适应度值;f为要变异个体的适应度值;k1,k2,k3,k4为取(0,1)区间的值。
其中,交叉概率Pc和变异概率Pm随适应度值的变化,如图1所示。
由式(1)和式(2)可知,当种群各个体适应度趋于一致或趋于局部最优时,使交叉概率P和变异概率P增加,当种群适应度比较分散时,使交叉概率P和变异概率P减小。同时,对于适应度值高于种群平均适应度值的个体,取较低的交叉概率P和变异概率,使该解得以保护进入下一代;对于低于种群平均适应度值的个体,取较高的交叉概率P和变异概率P,使该解被淘汰。
根据Srinivas等提出的自适应优化算法,交叉概率和变异概率随着个体的适应度在种群平均适应度和最大适应度之间进行线性调整。当适应度越接近最大适应度时,交叉概率和变异概率越小;当适应度值接近或等于最大适应度值的个体时,交叉概率和变异概率接近或等于零。
2设计与实现
2.1基本思想
按照一定的规则生成初始解群,然后从这些代表问题的可能潜在解的初始解群出发,运用改进的交叉概率和变异概率,挑选适应度强的个体进行交叉和变异,以期发现适应度更佳的个体,如此一代代的演化,得到一个最优个体,将其经过解码,该最优个体的编码则对应问题的最优解或近似最优解。
算法的伪代码如下:
(1)随机初试化初试种群,n=1,Gen=0,S=0,N为种群大小;
2.2编码
采用实数编码的形式。实数编码(浮点数编码)不需要对待优化参数进行编码及译码操作,它采用直接把待优化参数连成一个实数向量的方式。实数编码的精度高,适合于复杂大空间的搜索。
2.3选择算子
采用轮盘选择法,其方法是计算种群中所有染色体适应度值的总和[s],然后在[o,s]的搜索空间中随机产生一个R,选择一个适应度值大于R并最靠近R的染色体。
两点交叉算子能够以较高的概率产生出具有较大多样性的解,即能够以较高的概率产生出适应度更高的新解。
自适应优化算法在标准优化算法的基础上运用了最优保存策略、自适应理论,只改变交叉算子和变异算子,未改变标准优化算法中有限状态的齐次马尔可夫链;在经过固定代数的优化操作后,且保留了最优个体,且保证是以概率1收敛的,即改进的自适应优化算法可以以概率1收敛到全局最优。
3实验与分析
实验环境:一台PC机,操作系统为WindowsXP开发工具为MicrosoftVist!alStudio.Net2003,开发语言为c”和J。其中,C”用于网络特征提取的计算J用于人侵检测系统的实现。.
3.1实验流程
(1)随机产生初始解群,一1,初始化Gen一0,S一0。其中,Gen表示优化算法迭代次数;变量S表示保存的全局最优个体;
(2)判断Gen是否达到确定的最大进化迭代数max,若相等跳到(1O),否则进行下一步;
(3)复制变量S到种群;
(4)计算解群的适应度值;
(5)淘汰适应度低的个体;
(6)判断n与N(本次实验使用的解群值)的关系若n
(8)根据适应度值选择一个染色体,按照预先定义好的变异策略产生新的下一代;.
(9)Gen=Gen十1;
(10)结束。
3.2实验结果及分析
在解群大小为100,进化代数为5OO,得到数据如表1所示。
由普通算法和自适应优化算法的实验结果对照可以看出:在二者解群大小、迭代次数相同的情况下,后者的DR和FPR有一定程度的提高。随着解群数和迭代次数的增大,普通遗传算法和自适应优化算法的检测准确率都有所提高,同时检测误报率有一定程度的减小。
4结语
采用实数编码的形式,直接把带优化参数连成一个实数向量,实现复杂大空间的搜索。通过动态调整交叉概率和变异概率,利用多次迭代得出最优解,实现最优检测,最终达到提高检测的准确率,减少误报率的目的。该算法将具有自适应功能的优化算法应用到信息安全检测技术中,保证存在收敛于全局的最优解,实现了优化算法与信息安全检测技术的有机结合,提高了信息安全检测的准确率,适用于入侵攻击型检测与防范。
从知识管理内涵和中外比较入手,明确指出构建成功的高校知识管理系统,涉及组织、流程和技术等因素,并分析了系统构建的几大原则:系统性原则、动态原则、人本原则、实用性和先进性相结合的原则等,最后深入阐述高校知识管理系统主要部分包括高校知识管理的技术支撑、工作流程和综合模型,其中高校知识管理工作流程包涵了六个方面的步骤;高校知识管理综合模型包含了知识管理基础平台、知识处理过程、促进机制和知识共享与创新等部...
建构主义是学习理论从行为主义发展到认知主义后的进一步发展,它对今天的教学改革更具有现实意义;体育教学改革的目的就是构建起符合素质教育要求的教学体系。它的根本指向是人的发展,是为了适应社会进步和教育的发展而实施的教学改革,通过探讨两者的有机结合,阐述两者对改变传统教学模式构建新的教学结构的启示,使学校体育教学改革进一步深化。 传统体育教学对学生主体性关注不够,只注重运动技术的灌输,课堂枯燥无味,学...
教师教育是当前我国教育理论界和实践领域最热门的话题,众多的研究者围绕这一话题,展开了从宏观到微观、从理论到实践、从过去到未来的全方位探讨。然而,“太多的移植”、“太多的描述”、“太多的回顾”等不足却存在于研究中。为此,“少些移植,多些本土’;,“少些描述,多些实证’;,&ldqu...
基于提高学生素质和适应高考的需要,在改变传统教学模式,突出学生主体地位的思路下,教师应合理安排课时课型,以提高效率。如可把单一讲授分解设计为课本知识教学课,阅读课、考点课、语文活动课、写作课等,从而在灵活多变的形式中,进一步提高学生学习语文的积极性.增强学好语文的自信。 高中语文教学是九年制语文教学的延伸。同时又面临着高考的检测.这无疑会对高中语文教学产生深远的影响。但是,不管怎么说,提高学生素...
《数学课程标准》指出:“有效的数学学习活动,不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”在课堂上,引导学生自主地参与教学过程,让他们提出一些新问题、新看法,可以发挥学生的创造性思维,培养创新意识。这是新课标的重要理念,也是数学教学不断追求的发展性目标。那么,在课堂教学中,如何引导学生进行自主学习,培养其创新思维能力呢?我认为,可以从以下...
:《水资源利用与保护》给水排水工程本科生的一门专业必修课程。旨在培养学生水资源利用与保护的基础理论和设计能力。基于课程特点创新教学模式,提高学生的综合运用知识的能力和工程能力,以得到最佳教学方式。水是人类赖以生存和发展的最基本的物质基础,是国民经济的生命线。然而全球淡水资源有限,能够被人类利用的更是少之又少,仅占全球总水量的0.796%。我国人口基数大,人均水资源仅为世界平均水平的1/4。随着我国...
在计算机技术、网络技术和多媒体技术飞速发展的背景下,分析了国内外网络教学系统的现状,结合认知科学的建构主义学习理论,研究了自主学习、自适应学习与协作学习等三种教学模式,设计了基于建构主义学习理论的网络教学系统模块. 论文关键词:网络;建构主义;自适应;自主 随着计算机网络技术的发展,网络教学系统也层出不穷.基于WWW模式的网络教学以Internet网为桥梁,缩短了教师和学生在时间和空间上的距离...
建构主义是当代西方最为流行的学习理论,它给教育工作者提供了一种审视教学问题的全新的教育心理学视角。然而,我国绝大多数教师对其蕴涵的教学思想还较陌生。因此本文旨在对建构主义教学观的理论基础做扼要的总结,并探讨其对我国外语教学的启示。在20世纪80年代末出现的建构主义理论(constructionism)独树一帜,以其特有的全面而综合的视角审视了传统知识观的症结,从微观社会关系水平上提出了知识的本质,...
新课程改革的实施对教师教育的发展提出了新的挑战,本文以笔者对吉林省初中英语骨干教师职后培训的调查研究为例,分析了初中英语骨干教师的发展现状,针时目前存在的问题为培训单位提出相应的思考与建议。希望教师培训单位对于初中英语骨干教师的现状能有一个全新的、更为全面的认识,从而进一步提高教师培训的质量。 一、前言新一轮基础教育课程改革的深人实施对初中英语教师队伍的专业素质提出了更高的要求,同时也带来了更加...
流域综合规划环境影响评价中的不确定性主要来自流域综合规划方案的不确定、环境信息和环境影响程度的不确定,具有普遍性、传递性、累积性和可降低性,对决策者存在着较大的干扰;但是可以通过使用基于情景分析的预测方法、广泛开展公众参与以及通过多方协作的方式开展环境影响评价工作等对策措施来降低。 1前言 2003年9月1日《中华人民共和国环境影响评价法》开始实施。在这部法律中明确了对规划应进行环境影响评价,...
影响因子:0.000
影响因子:0.000
影响因子:2.104
影响因子:1.550
影响因子:0.000
影响因子:0.910
影响因子:0.610
影响因子:0.340