000 09202namaa22004331i 4500
003 EG-GICUC
005 20260415120826.0
008 260331s2025 ua a|||frm||| 000 0 eng d
040 _aEG-GICUC
_beng
_cEG-GICUC
_dEG-GICUC
_erda
041 0 _aeng
_beng
_bara
049 _aDeposit
082 0 4 _a006.31
092 _a006.31
_221
097 _aM.Sc
099 _aCai01.20.03.M.Sc.2025.Am.D
100 0 _aAmal Mohammed Saleh Abdo Al-Eryani,
_epreparation.
245 1 0 _aDistributed denial of service attacks detection using machine learning techniques /
_cby Amal Mohammed Saleh Abdo Al-Eryani ; Supervision Prof. Dr. Fatma A. Omara, Dr. Eman Hossny.
246 1 5 _aإكتشاف هجمات رفض الخدمة الموزعة بإستخدام تقنيات تعليم الأله
264 0 _c2023.
300 _a115 pages :
_billustrations ;
_c30 cm. +
_eCD.
336 _atext
_2rda content
337 _aUnmediated
_2rdamedia
338 _avolume
_2rdacarrier
502 _aThesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
504 _aBibliography: pages 104-113.
520 3 _aDistributed Denial of Service (DDoS) attacks pose a major threat to organizations relying on online services. These attacks aim to disrupt services by overwhelming servers with fake traffic from multiple sources, making early and effective detection crucial for mitigating their impact. This thesis addresses the problem of DDoS attacks, which involve flooding a target system with packets resembling normal traffic, making them difficult to distinguish from legitimate requests. Traditional detection systems struggle to identify such attacks, and their dynamic, evolving nature poses a serious threat to the stability and functionality of online systems. Recently, the most widely used algorithms for DDoS detection are based on Machine Learning (ML) and Deep Learning (DL). Although these algorithms have shown effectiveness in detecting attacks, they remain limited in handling advanced and evolving threats that occur over time. Firstly, several ML algorithms were evaluated in this thesis using the CICDDoS2019 dataset. The Gradient Boosting (GB) algorithm achieved the highest overall accuracy of 99.99%, with a false positive rate (FPR) of 0.004% and a testing time of 0.26 seconds, followed closely by XGBoost with 99.98% accuracy. These results highlight the strong predictive power of ensemble ML methods. However, traditional ML tends to excel at identifying similarities among known attacks rather than detecting anomalous activities associated with unknown malicious attacks. Given the ability of deep learning algorithms to learn from data and patterns, it is possible to increase the detection rate of real malicious activities. Secondly, to overcome ML limitations, this study explored DL-based approaches, focusing on recurrent neural network architectures. The proposed GRU-BiLSTM hybrid model demonstrated outstanding performance, achieving an accuracy of 99.9954% with 30 epochs, while maintaining a low FPR of 0.01. However, the increased performance came with higher computational cost, as the testing time rose to 57.935 seconds. Finally, a novel hybrid model (GB-GRU) was introduced, combining the efficiency of ML with the learning capabilities of DL. The model achieved 99.96% accuracy, with a significantly reduced testing time of 5.729 seconds. This demonstrates its superior balance between detection accuracy and computational efficiency, making it highly suitable for real-time DDoS detection in modern network environments. iv Overall, this thesis contributes to strengthening cybersecurity against evolving DDoS threats by providing a comprehensive evaluation of ML and DL algorithms and proposing hybrid models that enhance detection performance, minimize false positives, and optimize processing efficiency.
520 3 _aتُشكّل هجمات رفض الخدمة الموزعة تهديدًا كبيرًا للمؤسسات التي تعتمد على الخدمات عبر الإنترنت، إذ تهدف هذه الهجمات إلى تعطيل الخدمات من خلال إغراق الخوادم بحركة مرور وهمية من مصادر متعددة، مما يجعل الكشف المبكر والفعّال أمرًا بالغ الأهمية للتقليل من آثارها. تتناول هذه الأطروحة مشكلة هجمات رفض الخدمة الموزعة، التي تُغرق النظام المستهدف بحزم بيانات تُشبه حركة المرور العادية، مما يجعل من الصعب التمييز بينها وبين الطلبات المشروعة. تواجه أنظمة الكشف التقليدية صعوبة في التعرّف على مثل هذه الهجمات، كما أن الطبيعة الديناميكية والمتطورة لهذه الهجمات تُشكّل تهديدًا خطيرًا لاستقرار الأنظمة الإلكترونية ووظائفها. في السنوات الأخيرة، أصبحت الخوارزميات القائمة على التعلم الآلي والتعلم العميق من أكثر الأساليب استخدامًا في الكشف عن هجمات رفض الخدمة الموزعة. وعلى الرغم من أن هذه الخوارزميات أثبتت فعاليتها في الكشف عن الهجمات، إلا أن قدرتها ما تزال محدودة في التعامل مع التهديدات المتقدمة والمتغيرة بمرور الوقت. أولًا، تم في هذه الأطروحة تقييم عدة خوارزميات تعلم آلي باستخدام مجموعة بيانات CICDDoS2019. وحققت خوارزمية Gradient Boosting (GB) أعلى دقة بلغت %99.99، مع معدل إنذار كاذب منخفض بلغ %0.004، ووقت اختبار 0.26 ثانية، تلتها خوارزمية XGBoost بدقة %99.98. تُبرز هذه النتائج القوة التنبؤية العالية لأساليب التعلم الآلي القائمة على التجميع. ومع ذلك، فإن خوارزميات التعلم الآلي التقليدية تميل إلى التفوق في التعرّف على أوجه التشابه بين الهجمات المعروفة أكثر من قدرتها على اكتشاف الأنشطة الشاذة المرتبطة بالهجمات الجديدة غير المعروفة. وبالنظر إلى قدرة خوارزميات التعلم العميق على التعلم من البيانات والأنماط الزمنية، يمكن تحسين معدل اكتشاف الأنشطة الخبيثة الفعلية. لذلك، وللتغلب على قيود التعلم الآلي ، تم في هذه الدراسة استكشاف أساليب التعلم العميق المعتمدة على الشبكات العصبية المتكررة. وقد أظهر النموذج الهجين المقترح GRU-BiLSTM أداءً متميزًا، حيث حقق دقة %99.9954 بعد 30 تكرارًا (حقبة)، مع معدل إنذار كاذب 0.01. ومع ذلك، ارتبط هذا الأداء العالي بزيادة في التكلفة الحسابية، حيث بلغ وقت الاختبار 57.935 ثانية. وأخيرًا، تم اقتراح نموذج هجين جديد (GB-GRU) يجمع بين كفاءة التعلم الآلي وقدرات التعلم في التعلم العميق. حقق هذا النموذج دقة %99.96، مع تقليل كبير في وقت الاختبار إلى 5.729 ثانية، مما يُظهر توازنًا متفوقًا بين دقة الكشف والكفاءة الحسابية، ويجعله مناسبًا جدًا للكشف في الزمن الحقيقي عن هجمات رفض الخدمة الموزعة في بيئات الشبكات الحديثة. بشكل عام، تُساهم هذه الأطروحة في تعزيز الأمن السيبراني ضد تهديدات رفض الخدمة الموزعة المتطورة من خلال تقديم تقييم شامل لخوارزميات التعلم الآلي والتعلم العميق، واقتراح نماذج هجينة تُحسّن أداء الكشف، وتُقلّل معدلات الإنذار الكاذب، وتُعزّز كفاءة المعالجة.
530 _aIssues also as CD.
546 _aText in English and abstract in Arabic & English.
650 0 _aMachine Learning
650 0 _aتعليم الأله
653 1 _aDistributed Denial of Service (DDoS) attacks
_aMachine Learning (ML)
_aDeep Learning (DL)
_aModel
_a Gradient Boosting (GB) algorithm
_aGated Recurrent Unit (GRU) algorithm
_aBidirectional Long Short-Term Memory (BiLSTM) algorithm
_aCybersecurity
_aCICDDoS2019 dataset
700 0 _aFatma A. Omara
_ethesis advisor.
700 0 _aEman Hossny
_ethesis advisor.
900 _b01-01-2025
_cFatma A. Omara
_cEman Hossny
_UCairo University
_FFaculty of Computers and Artificial Intelligence
_DDepartment of Computer Science
905 _aShimaa
_eEman Ghareb
942 _2ddc
_cTH
_e21
_n0
999 _c179109