基于有监督自编码器的TLS加密异常流量检测

来源：计算机工程杂志2025年第9期北京时间：

作者：杨明芬, 甘昀, 张兴鹏

单位：1. 西藏自治区科技信息研究所，西藏 拉萨 8514002. 西南石油大学计算机与软件学院，四川 成都 610500

摘要：随着用户对隐私保护意识的增强，越来越多的网站和服务使用传输层安全(TLS)协议来保护用户数据，这导致TLS加密流量在网络传输流量中的占比越来越高。但目前大多数异常流量检测方法是针对所有流量或所有加密流量的通用检测模型，而专门研究TLS加密流量的方法较少。因此，提出一种基于有监督自编码器的TLS加密异常流量检测方法。该方法的核心是训练一个有监督自编码器，其将网络流量作为输入，生成与输入流量维度相同的重构流量，并要求正常流量与对应的重构流量之间相似度极高，异常流量与重构流量之间相似度极低。为达到上述重构要求，设计一个重构损失函数来有监督地优化自编码器内部参数。在检测阶段，利用自编码器的重构能力，通过衡量输入流量与重构流量之间的余弦相似度来判断输入流量是否为异常流量。此外，通过整合数据构建一个专门用于TLS加密异常流量检测任务的数据集，在此数据集上的实验结果表明，该方法在TLS加密异常流量检测二分类任务上的准确率达到99.52%，优于其他对比模型，同时多种可视化策略展现了所提方法的有效性。

关键词：TLS加密,自编码器,异常流量检测,重构损失,可视化分析

基金资助：西南石油大学自然科学“启航计划”项目(2022QHZ023); 西南石油大学自然科学“启航计划”项目(2022QHZ013); 四川省科技创新人才基金(2022JDRC0009); 四川省自然科学基金(2022NSFSC0283); 四川省科技厅重点研发项目(2023YFG0129)