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专利号: 2021109300834
申请人: 陕西边云协同网络科技有限责任公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于深度强化学习的DIDS任务调度优化方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,对DIDS中的各检测引擎进行性能评估,收集各检测引擎对测试流量的数据量da、检测时间dt、内存占用mu和检测引擎i的CPU频率Fi信息,并定义检测引擎的性能指标pi计算模型如下:对所有检测引擎测试后,根据性能高低各检测引擎分成不同等级d,d=1,…,D,d值相差在10%以内的,即归为同一等级;

步骤2,当一个数据包到来需要检测时,调度器首先获取数据包长度,对数据包产生的负载进行评估;

步骤3,利用马尔科夫决策过程对DIDS任务调度进行建模,确定实现系统最小负载的最优策略;

步骤4,建立深度循环神经网络模型,基于步骤3所得的最优策略模拟状态空间和动作空间;

所述步骤4的具体过程如下:

步骤4.1,建立深度循环神经网络模型,所述步骤4.1的具体过程为:深度循环神经网络结构包括输入层、隐藏层和输出层;

隐藏层中包括信息记忆功能,对于某个具体的隐藏层,在t时刻,该隐藏层的状态st的计算公式为:st=tanh(Uxt+Wst‑1)    (2);

其中,st‑1为t‑1时刻的状态,W为状态s的权重参数矩阵,xt为t时刻的输入,U为输入的序列信息的权重参数矩阵,而t时刻,状态st的输出为:其中,softmax为输出的激活函数,V为输出的序列信息的权重参数矩阵;

步骤4.2,基于步骤4.1所得结果度量深度循环神经网络模型输出产生的误差;

所述步骤4.2的具体过程为:

使用交叉熵的损失函数来优化权重参数矩阵U、W和V;

设输出的时间序列总数为T,则深度循环神经网络模型的总损失函数L为:其中,yt为t时刻的真实值, 为t时刻的预测值;

步骤4.3,基于步骤4.2所得结果训练深度循环神经网络,所述步骤4.3的具体过程为:步骤4.3.1,根据公式st=tanh(Uxt+Wst‑1)前向计算每个神经元的输出值st:步骤4.3.2,向上和向前两个方向,反向计算每个神经元的误差项δj值,误差项δj值同时也是误差函数E对神经元的加权输入netj的偏导数,任意时刻k的误差项δk具体计算公式如下:其中, 表示δk的行向量,diag[a]表示根据向量a创建一个对角矩阵,向量netj表示神经元在j时刻的加权输入;

步骤4.3.3,计算每个权重的梯度;

具体为:首先计算误差函数E对权重矩阵W的梯度 然后计算权重矩阵W在i时刻的梯度 具体公式为:其中,最终的梯度 是各个时刻的梯度之和;

步骤4.3.4,用随机梯度下降算法更新权重;

步骤5,基于步骤4所得结果,调度器向检测引擎分配数据包;

步骤6,当一个需要检测的数据包到来时,若分布式入侵检测系统中没有空闲的检测引擎,调度器将记录这一检测数据包放入等待队列,一旦等待队列满额,这个新到的数据包将被放弃检测。

2.根据权利要求1所述的基于深度强化学习的DIDS任务调度优化方法,其特征在于:所述步骤2中对数据包产生的负载进行评估的方法为:通过数据包长度与以太网最大传输单元1500Bytes的比值,得出该数据包所产生的负载等级k,k=1,…,K,k值相差在10%以内的,即归为同一等级。