یک رویکرد کنترل بهینه تصادفی برای تشخیص نفوذ سایبری در سیستم های شبکه ای

هدف: این مقاله یک چارچوب ریاضی نوین برای تشخیص نفوذ سایبری در شبکه های کامپیوتری ارایه می دهد که به صورت یک مساله کنترل بهینه تصادفی در زمینه تحقیق در عملیات فرمول بندی شده است.روش شناسی پژوهش: پویایی ترافیک شبکه با استفاده از معادلات دیفرانسیل تصادفی شامل الگوهای ترافیک عادی و تلاش های نفوذ مخرب مدل سازی می شود. مساله تشخیص نفوذ به صورت یک مساله کنترل بهینه با افق زمانی محدود و با هدف کمینه سازی تابع هزینه شامل هشدارهای اشتباه، تشخیص های از قلم افتاده و خسارات اقتصادی ناشی از نقض امنیت مطرح می شود. با استفاده از فرمالیسم همیلتون-جکوبی-بلمن، یک معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی استخراج شده و با روش عددی بدون شبکه مبتنی بر توابع پایه شعاعی حل می شود.یافته‎ها: نتایج شبیه سازی با استفاده از مجموعه داده های مرجع ترافیک شبکه نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با سیستم های متداول تشخیص نفوذ مبتنی بر آستانه، دقت تشخیص را %۵/۸ بهبود داده و نرخ مثبت کاذب را تقریبا % ۶/۵ کاهش می دهد.اصالت/ارزش افزوده علمی: چارچوب پیشنهادی، مبنای ریاضی دقیقی برای تشخیص بهینه نفوذ فراهم می کند و رویکردی اصولی برای مدیریت امنیت شبکه ارایه می دهد.

کلیدواژه ها:

تشخیص نفوذ سایبری ، کنترل بهینه تصادفی ، معادله همیلتون-جکوبی-بلمن ، امنیت شبکه ، روش های بدون شبکه