在matlab上用cnn对nsl-kdd数据集进行训练完整代码

时间: 2023-06-18 17:07:55 浏览: 303
以下使用Matlab中的CNN对NSL-KDD数据集进行训练的完整代码,包含数据预处理、模型定义、训练和测试。 首先,需要下载NSL-KDD数据集并解压缩。该数据集包含4个文件,分别为: - KDDTrain+.txt:训练集数据 - KDDTest+.txt:测试集数据 - KDDTrain+_20Percent.txt:20%的训练集数据 - KDDTest-21.txt:未见过的测试集数据 本示例使用KDDTrain+.txt和KDDTest+.txt进行训练和测试。 代码如下: ```matlab %% 数据预处理 % 加载训练数据 train_data = readtable('KDDTrain+.txt','Delimiter',',','ReadVariableNames',false); train_data.Properties.VariableNames = {'duration','protocol_type','service','flag','src_bytes','dst_bytes','land','wrong_fragment','urgent','hot',... 'num_failed_logins','logged_in','num_compromised','root_shell','su_attempted','num_root','num_file_creations','num_shells','num_access_files','num_outbound_cmds','is_host_login','is_guest_login',... 'count','srv_count','serror_rate','srv_serror_rate','rerror_rate','srv_rerror_rate','same_srv_rate','diff_srv_rate','srv_diff_host_rate',... 'dst_host_count','dst_host_srv_count','dst_host_same_srv_rate','dst_host_diff_srv_rate','dst_host_same_src_port_rate','dst_host_srv_diff_host_rate','dst_host_serror_rate','dst_host_srv_serror_rate','dst_host_rerror_rate','dst_host_srv_rerror_rate','attack_type','difficulty_level'}; % 加载测试数据 test_data = readtable('KDDTest+.txt','Delimiter',',','ReadVariableNames',false); test_data.Properties.VariableNames = train_data.Properties.VariableNames; % 将攻击类型替换为类别编号 attack_types = unique(train_data.attack_type); num_attack_types = length(attack_types); for i = 1:num_attack_types idx = strcmp(train_data.attack_type, attack_types(i)); train_data.attack_type(idx) = {sprintf('attack%d',i)}; test_data.attack_type(strcmp(test_data.attack_type, attack_types(i))) = {sprintf('attack%d',i)}; end % 将数据转换为表格数组 train_data = table2array(train_data); test_data = table2array(test_data); % 将分类变量转换为数值变量 protocol_types = unique([train_data(:,2); test_data(:,2)]); num_protocol_types = length(protocol_types); service_types = unique([train_data(:,3); test_data(:,3)]); num_service_types = length(service_types); flag_types = unique([train_data(:,4); test_data(:,4)]); num_flag_types = length(flag_types); for i = 1:length(train_data) train_data(i,2) = find(strcmp(protocol_types,train_data(i,2))); train_data(i,3) = find(strcmp(service_types,train_data(i,3))); train_data(i,4) = find(strcmp(flag_types,train_data(i,4))); end for i = 1:length(test_data) test_data(i,2) = find(strcmp(protocol_types,test_data(i,2))); test_data(i,3) = find(strcmp(service_types,test_data(i,3))); test_data(i,4) = find(strcmp(flag_types,test_data(i,4))); end % 将数据分为特征和标签 train_features = train_data(:,1:end-2); train_labels = train_data(:,end-1:end); test_features = test_data(:,1:end-2); test_labels = test_data(:,end-1:end); % 将数据归一化 [train_features, mu, sigma] = zscore(train_features); test_features = (test_features - mu) ./ sigma; % 将标签转换为分类数组 train_labels = categorical(train_labels(:,1), 0:num_attack_types); test_labels = categorical(test_labels(:,1), 0:num_attack_types); % 将数据转换为图像 image_size = 32; num_channels = 1; train_images = zeros(size(train_features,1),image_size,image_size,num_channels); test_images = zeros(size(test_features,1),image_size,image_size,num_channels); for i = 1:size(train_features,1) img = reshape(train_features(i,:),[image_size,image_size,num_channels]); train_images(i,:,:,:) = img; end for i = 1:size(test_features,1) img = reshape(test_features(i,:),[image_size,image_size,num_channels]); test_images(i,:,:,:) = img; end %% 模型定义 layers = [ imageInputLayer([image_size image_size num_channels]) % 第1个卷积层 convolution2dLayer(5,32,'Padding',2) batchNormalizationLayer reluLayer % 第2个卷积层 convolution2dLayer(5,32,'Padding',2) batchNormalizationLayer reluLayer % 最大池化层 maxPooling2dLayer(2,'Stride',2) % 第3个卷积层 convolution2dLayer(5,64,'Padding',2) batchNormalizationLayer reluLayer % 第4个卷积层 convolution2dLayer(5,64,'Padding',2) batchNormalizationLayer reluLayer % 最大池化层 maxPooling2dLayer(2,'Stride',2) % 第5个卷积层 convolution2dLayer(5,128,'Padding',2) batchNormalizationLayer reluLayer % 第6个卷积层 convolution2dLayer(5,128,'Padding',2) batchNormalizationLayer reluLayer % 最大池化层 maxPooling2dLayer(2,'Stride',2) % 全连接层 fullyConnectedLayer(128) reluLayer fullyConnectedLayer(num_attack_types) softmaxLayer classificationLayer]; options = trainingOptions('adam',... 'MaxEpochs',20,... 'MiniBatchSize',100,... 'Plots','training-progress'); %% 训练模型 net = trainNetwork(train_images,train_labels,layers,options); %% 测试模型 predicted_labels = classify(net,test_images); accuracy = sum(predicted_labels == test_labels) / length(test_labels); fprintf('Accuracy = %.2f%%\n',accuracy*100); ``` 此代码将NSL-KDD数据集转换为图像,使用CNN模型进行训练,并输出测试集的准确率。可以根据需要更改模型架构、训练选项等参数。

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