Luận văn Thạc sĩ Hệ thống thông tin: Nghiên cứu ứng dụng mô hình học sâu trong phát hiện xâm nhập mạng

Trong bối cảnh bùng nổ của công nghệ thông tin và sự phụ thuộc ngày càng tăng vào mạng internet, an toàn thông tin mạng đã trở thành một thách thức cấp bách. Các cuộc tấn công mạng ngày càng tinh vi, gây ra những hậu quả nghiêm trọng và đòi hỏi các công cụ phát hiện và phòng chống hiệu quả. Hệ thống phát hiện xâm nhập mạng (NIDS) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ sở hạ tầng mạng. Luận văn này đi sâu vào việc ứng dụng các mô hình học sâu để giải quyết bài toán phát hiện xâm nhập mạng, nhằm tăng cường khả năng phát hiện và phòng chống các mối đe dọa an ninh mạng hiện đại.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư an ninh mạng và chuyên gia máy học quan tâm đến phát hiện xâm nhập mạng và ứng dụng học sâu trong an toàn thông tin.

Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp tiên tiến để phát hiện và ngăn chặn xâm nhập mạng trong các ứng dụng web theo thời gian thực, dựa trên việc phân tích lưu lượng mạng và ứng dụng mô hình học sâu. Ý tưởng cốt lõi là kết hợp hệ thống phát hiện xâm nhập (IDPS) dựa trên quy tắc với mô hình Học sâu, cụ thể là Mạng nơ-ron sâu (DNN). Phương pháp này tập trung vào việc phát hiện các luồng dữ liệu bất thường và mã độc webshell thông qua phân tích lưu lượng HTTP, sau đó trích xuất 82 đặc trưng từ các luồng này. Mô hình DNN được huấn luyện và đánh giá hiệu quả trên các tập dữ liệu tin cậy như CIC-IDS-2018 và một tập dữ liệu tự tạo, sử dụng framework Fastai. Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất vượt trội, với độ đo F1 đạt 99.98% và độ chính xác (Accuracy) 99.96%, cùng với tỷ lệ dương tính giả và âm tính giả rất thấp. Điều này chứng tỏ khả năng của mô hình trong việc phát hiện chính xác và giảm thiểu lỗi phân loại. Các đóng góp chính bao gồm đề xuất mô hình IDPSDLWD hiệu quả cao và khả năng phát hiện nhanh chóng các luồng xâm nhập mạng. Tuy nhiên, mô hình hiện tại còn hạn chế ở việc chỉ hỗ trợ phân loại nhị phân và giao thức HTTP. Hướng phát triển tương lai bao gồm tích hợp vào sản phẩm NetIPS, phát triển mô hình đa lớp, và mở rộng phân tích sang các giao thức khác như SMTP và FTP.