基于扩散模型的小样本入侵检测
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国家242信息安全计划(2021-037); 四川省自然科学基金(2024NSFSC0515)


Few-shot Intrusion Detection Based on Diffusion Model
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    摘要:

    针对新型网络攻击初始阶段样本稀缺导致入侵检测模型泛化能力不足、检测效果差等问题, 本文提出一种基于扩散模型的小样本入侵检测方法. 该方法在数据增强层面构建噪声感知的条件扩散模型, 采用余弦噪声调度平衡生成效率与样本质量, 并通过残差连接增强特征传播稳定性, 从而提升合成流量数据的分布保真度. 在特征度量层面, 设计动态原型网络结构, 利用多头注意力优化类原型表示, 缓解小样本特征稀疏问题; 同时采用交叉熵损失与正交正则项的联合优化策略, 增强类内聚合与类间区分度. 在两个公开数据集上的实验结果表明, 该模型在小样本场景下的准确率和泛化能力均优于其他检测方法, 为小样本入侵检测提供了新的解决思路.

    Abstract:

    To address the insufficient generalization and degraded detection performance in intrusion detection models caused by scarce samples during the early stages of novel network attacks, this study proposes a few-shot intrusion detection method based on diffusion models. At the data augmentation level, the proposed method introduces a noise-aware conditional diffusion model that employs cosine noise scheduling to balance generation efficiency and sample fidelity, while residual connections are incorporated to enhance feature propagation stability and improve the distribution fidelity of synthesized traffic data. At the feature metric level, a dynamic prototype network is designed, leveraging multi-head attention to optimize class prototype representations and mitigate feature sparsity in few-shot scenarios. Simultaneously, a joint optimization strategy combining cross-entropy loss with an orthogonal regularization term is adopted to enhance intra-class compactness and increase inter-class separability. Experimental results on two public datasets demonstrate that the proposed model outperforms other detection methods in terms of accuracy and generalization capability under few-shot scenarios, providing a novel solution approach for few-shot intrusion detection.

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引用本文

王舒淋,林宏刚,李鹏亮.基于扩散模型的小样本入侵检测.计算机系统应用,,():1-9

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  • 收稿日期:2025-09-10
  • 最后修改日期:2025-10-10
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  • 在线发布日期: 2026-01-16
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