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Trace2Vec: Detecting complex multi-step attacks with explainable graph neural network

delete2025-06-01
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PRE
AI
刘玮 封面图
刘玮 (Wei Liu)
Z
Zhang, Haotian
L
Li, Ke
Y
Yang, Weiyong
W
Wei, Xingshen
S
Shu, Jiwu
DOI:10.1016/j.patcog.2025.111363delete
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摘要

摘要

En 中文
复杂多步攻击已对众多关键基础设施造成了显著损害。识别此类攻击的模式是一项具有挑战性的任务,基于图神经网络的方法通过将系统事件建模为图,已展现出有前景的结果。然而,现有方法在实际部署中仍面临若干局限性。首先,缺乏充足的实攻击数据,尤其是在正常数据量巨大的情况下。其次,由于事件具有动态性和异构性,攻击模式复杂且随时间演变。第三,学习模型缺乏可解释性削弱了此类方法在生产环境中的可信度。为应对上述挑战,本文提出了一种攻击检测方法TRACE2VEC。该方法首先设计了一个腐败函数以增强稀有攻击样本,并将其整合到事件图中。接着,它利用连续时间动态异构图神经网络对事件图进行建模。最后,该方法采用蒙特卡洛树搜索算法识别对攻击贡献更大的事件,从而增强检测结果的可解释性。我们已实现TRACE2VEC的原型,实验评估表明其检测和解释性能优于现有方法。
Keyword:
Complex multi-step attack
Anomaly detection
Dynamic heterogeneous graph
Attack sample construction
Explainability

期刊

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Pattern Recognition
IF:
7.6
论文数:
1.3W
被引数:
4.5W

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