题目名称

基于多源日志的数据中心安全预警

题目性质

结合科研

题目来源

适用专业

计算机相关专业

所属学院、系

计算机科学技术学院

地    点

一体化网络与信息安全实验室

题目内容：

数据中心的安全事件会引起相当大的破坏，本研究可以利用多源日志实现对数据中心的安全预警。首先对多源日志进行特征抽取，包括文本特征，统计特征等；然后基于上述抽取的特征利用机器学习建立预警模型；最后根据预警警报生成可解释报告。用自然语言处理技术、机器学习以及Python编程语言实现。

课题要点提示：

（1）可以选用LDA模型对文本特征进行抽取，注意K的设置应考虑在较粗粒度（较小的K）和较细粒度主题（较大的K）之间进行权衡。

（2）建立分类模型可以选用XGBoost模型。

（3）利用Local Interpretable Model-agnostic Explanations (LIME)来解释预测结果。

具体要求及技术参数：一般包括各环节（开题报告、实验、调查研究等）要求；设计所取得的成果形式（图纸、数据等）；所体现的本专业训练要求。

主要技术参数：

1. 利用python语言来实现；

2. 预警模型的准确率至少达到80%，召回率至少达到80%，有较高的F1值；

3. 预警报告要有很好的可解释性。

题目所涉及的相关知识：

1.《机器学习》《人工智能》《数据结构》《网络安全》

2.《算法分析》

3. Linux和Windows操作系统配置和软件安装。

指导教师的相关教学及科学研究基础：

1. 教学：列出相关课程；

本科：网络程序设计

硕士：随机网络演算

2. 科研：列出相关项目

（1） 天地一体化网络的安全防护问题研究，工业和信息化部，2015.07——2016.11

（2） 基于混沌加密的云数据安全技术研究，吉林省科学技术厅，2015.01——2017.12

（3） 基于用户行为的云服务安全技术研究，吉林省科学技术厅，2015.01——2017.12

（4） 基于聚类的Android平台主机入侵检测系统的研究，吉林省教育厅，2016.01——2017.12

（5） 支持大数据隐私保护的安全云存储技术研究，吉林省教育厅，2019.01——2020.12

（6） 基于多源日志挖掘的数据中心安全关键技术研究，吉林省科学技术厅，2019.01——2021.12

3. 论文：列出相关文章。

[1] Anomaly Detection for Application Layer User Browsing Behavior Based on Attributes and Features,  3rd Annual International Conference on Information System and Artificial Intelligence, ISAI 2018, June 22, 2018 - June 24, 2018, 2018.

[2]基于云计算和虚拟化的计算机网络攻防实验教学平台建设探索，实验技术与管理，2015.

[3] Low-Rate Application-Layer DDoS Attacks Detection by Principal Component Analysis (PCA) through User Browsing Behavior, Applied Mechanics & Materials, 2013.

[4] Nannan Xie, XiaoqiangDi *, Xing Wang and Jiangping Zhao. Andro_MD: Android Malware Detection based on Convolutional Neural Networks[J]. International Journal of Performability Engineering, 2018, 14(3).

[5] Hefei Jia, Xu Liu, Xiaoqiang Di*, Hui Qi, Binbin Cai, Jinqing Li, Huamin Yang and Jianping Zhao. A Secure Virtual Machine Allocation Strategy Against Co-resident Attack，Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics，(EI检索)

[6] 任维武*,张波辰,底晓强,卢奕南.基于人工蜂群优化的密度聚类异常入侵检测算法[J].吉林大学学报(理学版),2018,56(01):95-100. (EI检索)

[7] Xu Liu, Xiaoqiang Di, Jinqing Li, Huamin Yang, Ligang Cong and Jianping Zhao. Cloud Provider's Response to Multiple Models of Attack Behaviors. Recent Patents on Engineering, 13, 1-9, 2019. (EI检索)

[8] Liu X, Di X, Li J, et al. Allocating Limited Resources to Protect a Massive Number of Targets Using a Game Theoretic Model[J]. Mathematical Problems in Engineering, 2019, 2019.

[9] Weiyou Liu, Xiaoqiang Di, Xu Liu, Hui,Qi,A novel network intrusion detection algorithm, 1st International Conference on Industrial Artificial Intelligence,2019

设计工作进度安排：

第1-2周 完成文献综述，中英文翻译；

第 3  周 需求分析，初步拟定研究方案

第 4-6周  总体设计 数学模型设计

第7-11周  编写、调试代码，实现系统

第12-13周 代码测试、完善

第14-15周 论文撰写，准备答辩

第16周 答辩

经费使用预算：

项  目

内  容

经  费

调研差旅费

内  容

经  费

资料费

书籍、参考资料、软件等

80元

材料费

墨粉、实验材料等

180元

外协加工测试费

打印复印费

论文装订及打印

80元

其他

合计

340元