基于蟻群優(yōu)化算法和支持向量機相結(jié)合的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測

吳永芬 徐為

摘? 要： 在醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測中，支持向量機的檢測泛化性能和參數(shù)設(shè)定存在較高關(guān)聯(lián)性。為了提升醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測率，設(shè)計一種基于蟻群優(yōu)化算法和支持向量機相結(jié)合的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測模型，把支持向量機參數(shù)設(shè)成螞蟻的方位向量，使用非靜止隨機提取方法判斷目標個體指引蟻群實施全局檢索，并在最佳螞蟻鄰域里實施小步長局部檢索，獲取支持向量機最佳參數(shù)，使用最佳參數(shù)實現(xiàn)醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測。實驗結(jié)果表明，所設(shè)計模型對醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵的誤檢率最大值僅有1.55%，檢測耗時低，且應用效果評價較高。

關(guān)鍵詞： 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò); 非法入侵檢測; 蟻群優(yōu)化算法; 支持向量機; 入侵檢測模型; 全局搜索

中圖分類號： TN915.08?34; TP393? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）22?0078?04

Abstract： In the detection of illegal intrusion into hospital network， there is a high correlation between the generalization performance and parameter setting of SVM （support vector machine）. A hospital network illegal intrusion detection model based on the combination of ACO （ant colony optimization） algorithm and SVM is designed to improve the detection rate of illegal intrusion into hospital network. The parameters of SVM are set as the position vector of ants， the non static random extraction method is used to judge the target individual and guide the ant colony to implement global search， and the small step local retrieval is implemented in the best ant neighborhood to obtain the best parameters of SVM. The best parameters is used to realize the detection of illegal intrusion into the hospital network. The experimental results show that the maximum false detection rate of the designed model for the detection of illegal intrusion into hospital network is only 1.55%， its detection time?consuming is low， and its application effect evaluation is good.

Keywords： hospital network; illegal intrusion detection; ant colony optimization algorithm; support vector machine; intrusion detection model; global search

0? 引? 言

采用信息技術(shù)改革醫(yī)院業(yè)務，不但提升了醫(yī)院工作效率，而且減少了醫(yī)院管理成本。但也會出現(xiàn)個別人員為了獲取利益而實施醫(yī)療數(shù)據(jù)偷竊、數(shù)據(jù)污染等非法醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)入侵行為[1]。為了處理醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)漏洞的病毒、木馬等損害出現(xiàn)概率逐漸增大的問題，以及保障醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)的安全，醫(yī)院信息系統(tǒng)必須具有實時監(jiān)控的性能[2]。現(xiàn)在防火墻、殺毒軟件屬于當下各個領(lǐng)域安全保衛(wèi)的必需部分，只使用防火墻還不能滿足醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測的要求。為此，本文設(shè)計基于蟻群優(yōu)化算法和支持向量機相結(jié)合的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測模型，對醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵實現(xiàn)全面檢測，保證醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)安全[3]。

1? 醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測模型

1.1? 支持向量機算法

針對醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集[aj，bj]，[aj∈Qm]，[j=1，2，…，m]，[aj]描述輸入，[bj]描述輸出，支持向量機分類醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)目的是獲取一種把全部醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)樣本分離，同時醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)樣本間距離屬于最大的超平面，則有：

1.2? 蟻群算法優(yōu)化支持向量機參數(shù)

1.2.1? 支持向量機參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型

采用支持向量機對醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)入侵訓練集實施訓練前期，需要設(shè)置核函數(shù)和參數(shù)[4?5]。針對設(shè)定的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)二類樣本集，相應的支持向量機分類精度能夠看作有關(guān)懲罰參數(shù)D與RBF核函數(shù)寬度[η]的二元函數(shù)，將其設(shè)成[OD，η]，那么支持向量機參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型為：

1.2.2? 蟻群優(yōu)化算法設(shè)計

原始蟻群算法是圍繞離散優(yōu)化問題而設(shè)計的智能算法，支持向量機參數(shù)屬于一種連續(xù)優(yōu)化的問題，所以，需要對蟻群算法實施改進[6]。假定分析下述連續(xù)優(yōu)化問題：

3? 結(jié)? 論

為了解決支持向量機在醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測過程中的參數(shù)優(yōu)化難題，本文設(shè)計一種基于蟻群優(yōu)化算法和支持向量機相結(jié)合的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測模型，并對其實施測試性實驗。經(jīng)驗證，本文模型可以提升醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測率，減少誤檢率，并且提升了醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測效率，是一種有效、高效的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測模型，為醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)非法入侵檢測提供了新的著手點。

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