JP6646553B2 - Program, apparatus, and method for detecting abnormal state from time-series event group - Google Patents

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Description

本発明は、状態変化を伴う時系列のイベント群から、異常状態を検知する技術に関する。   The present invention relates to a technology for detecting an abnormal state from a time-series event group accompanied by a state change.

ICT(Information and Communication Technologies)のネットワーク内では、1つの原因から多様なイベントが大量に発生することがある。例えば、1台の通信装置の障害発生によって、サーバやルータ等の異なる多数の通信装置から、異常時に特有のイベントが大量に発生する。ネットワーク管理者は、障害発生の通信装置を迅速に検知し、異常状態期間をできる限り短縮する必要がある。一般に、ネットワークにおける異常状態は、通信装置が自ら発信するアラートによって直接的に検知される。   In an ICT (Information and Communication Technologies) network, a large number of various events may occur from one cause. For example, when a failure occurs in one communication device, a large number of unique events occur at the time of abnormality from many different communication devices such as servers and routers. A network administrator needs to quickly detect a communication device in which a failure has occurred and shorten the abnormal state period as much as possible. Generally, an abnormal state in a network is directly detected by an alert transmitted by a communication device by itself.

一方で、異常状態の発生時に、必ずしもアラートが発信されるとは限らない。障害発生の通信装置の挙動を許容しつつ、ネットワーク全体として正常に動作しようとする。そのために、アラート以外の情報に基づいて、異常状態を検知する必要がある。   On the other hand, when an abnormal state occurs, an alert is not always issued. An attempt is made to operate normally as a whole network while allowing the behavior of a communication device in which a failure has occurred. Therefore, it is necessary to detect an abnormal state based on information other than the alert.

従来、通信装置から発信される時系列のイベント群を用いて、異常状態を検知しようとする技術がある。
例えば、ナイーブベイズやサポートベクタマシン、決定木などの機械学習アルゴリズムを用いる技術がある(例えば特許文献1〜3参照)。この技術によれば、発生したイベントの組み合わせによって、異常状態を検知する。
また、時間付きマルコフモデルを用いて、発生数の少ない時系列のイベント群を用いる技術もある(例えば非特許文献1参照)。この技術によれば、イベントの発生順序及び発生時間間隔を紐付けて、異常状態を検知する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technology for detecting an abnormal state using a time-series event group transmitted from a communication device.
For example, there is a technique using a machine learning algorithm such as naive Bayes, a support vector machine, and a decision tree (for example, see Patent Documents 1 to 3). According to this technique, an abnormal state is detected based on a combination of generated events.
There is also a technique using a time-series event group with a small number of occurrences using a Markov model with time (for example, see Non-Patent Document 1). According to this technology, an abnormal state is detected by associating an event occurrence sequence and an occurrence time interval.

特開2012−128583号公報JP-A-2012-128583 特開2013−191672号公報JP 2013-191672 A 特開2013−13075号公報JP 2013-13075 A

近藤 喜芳 他, ”時間付きマルコフモデルを用いた障害検知手法の提案”, IPSJ SIG Technical Report, Vol.2016-IOT-32 No.18, 2016/03、[online]、[平成28年9月22日検索]、インターネット<URL:https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/index.php?active_action=repository_view_main_item_detail&page_id=13&block_id=8&item_id=157703&item_no=1>Yoshiyoshi Kondo et al., "Proposal of Fault Detection Method Using Markov Model with Time", IPSJ SIG Technical Report, Vol.2016-IOT-32 No.18, 2016/03, [online], [September 22, 2016 Search], Internet <URL: https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/index.php?active_action=repository_view_main_item_detail&page_id=13&block_id=8&item_id=157703&item_no=1>

特許文献1〜3に記載の技術によれば、イベントの発生順及び発生時間間隔を考慮しないために、ネットワーク全体への異常状態の波及を検知することはできない。
また、非特許文献1に記載の技術によれば、時系列のイベントの発生確率のみに基づいて判定しているために、異常の判定真偽の確率が低くなっていた。特に、異常状態か否かの判定閾値が任意に設定されており、時系列イベントにおける異常状態の判定基準が最適化されていないという問題があった。
According to the techniques described in Patent Documents 1 to 3, it is not possible to detect the spread of an abnormal state to the entire network because the order of occurrence and the time interval of events are not considered.
Further, according to the technology described in Non-Patent Document 1, since the determination is made based only on the probability of occurrence of a time-series event, the probability of the determination of the abnormality is low. In particular, there has been a problem that a determination threshold for determining whether or not an abnormal state is present is arbitrarily set, and the criteria for determining an abnormal state in a time-series event are not optimized.

そもそも、様々な大量のイベント群を、正常状態/異常状態でリアルタイムに切り分けることができれば、その原因となる障害箇所も推定しやすくなると考えられる。しかしながら、一般的に、イベント同士の関連性は極めて複雑で且つ規則性が無いために、正常状態/異常状態を切り分けて判断することが難しい。   In the first place, if a large number of various event groups can be separated in a normal state / abnormal state in real time, it can be considered that a fault location causing the cause can be easily estimated. However, in general, the relevance between events is extremely complicated and lacks regularity, so that it is difficult to distinguish and determine a normal state / abnormal state.

これに対し、本願の発明者らは、状態変化を表すイベントであれば、正常時イベント群と異常時イベント群とで、異なるふるまいを検知できるのではないか?と考えた。即ち、異なるふるまいとなる判定閾値を最適に設定できれば、異常の判定真偽の確率を高めることができるのではないか?と考えた。   On the other hand, the inventors of the present application may be able to detect different behaviors between the normal event group and the abnormal event group if the event indicates a state change. I thought. That is, if the determination threshold value that causes different behavior can be optimally set, the probability of the determination of the abnormality can be increased. I thought.

そこで、本発明は、様々な時系列のイベント群から、イベントの状態変化に基づいて、異常状態か否かの判定閾値を最適に設定することができるプログラム、装置及び方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a program, an apparatus, and a method capable of optimally setting a threshold for determining whether or not an abnormal state is present based on a change in the state of an event from various time-series event groups. And

本発明によれば、時系列の運用時イベント群E'Mに対する異常を判定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデルを学習するマルコフモデル学習手段と、
教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群P0及び異常時イベント群P1それぞれに対して、状態遷移における遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する評価値分布算出手段と、
状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する評価閾値算出手段と
してコンピュータを機能させると共に、
評価値分布算出手段は、運用時イベント群E'Mに対して更に評価値分布Rを算出し、
運用時イベント群E'Mの評価値分布が、評価閾値以下に偏っている場合に、異常と判定する異常判定手段と
して更にコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a program for causing a computer mounted on an apparatus for determining an abnormality to a time-series operation event group E ′ M to be implemented,
Markov model learning means for learning a time-based Markov model that calculates the transition probability from state i to state j according to the staying time of state i, using all event groups E N in the time series based on the teacher data;
For each of the normal event group P 0 and the abnormal event group P 1 in the past time series based on the teacher data, the addition value or the multiplication value of the transition probability in the state transition is calculated as the evaluation value, and the appearance for the evaluation value is calculated. Evaluation value distribution calculating means for calculating an evaluation value distribution R that counts frequencies;
The transition probability g xixj between states i to j is the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group and the maximum evaluation value R 1 of the evaluation value distribution R 1 of the abnormal event group. Weighting the coefficient α xixj that maximizes the difference from 1 max, and causing the computer to function as evaluation threshold calculation means for calculating an evaluation threshold,
The evaluation value distribution calculating means further calculates an evaluation value distribution R for the operation-time event group E ′ M ,
When the evaluation value distribution of the operation event group E ′ M is biased below the evaluation threshold value, the computer is further caused to function as abnormality determination means for determining an abnormality.

本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率は、
ij×Fij(T)
ij:状態iから状態jへの状態間の遷移確率
ij(Ti):状態iから状態jへの遷移について状態iでの滞在時間Ti=tj−ti以内に状態遷移する確率
として表すようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the program of the present invention,
The transition probability from state i to state j according to the staying time of state i is
g ij × F ij (T)
g ij : Probability of transition between states i to j F ij (T i ): State transition for state i to state j within stay time T i = t j −t i in state i It is also desirable to have the computer function as represented by probabilities.

本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
イベント群EN={e1,e2,・・・,eN}における各イベントenは、発生時刻及び発生後状態を含む
n=(tn,xn
n:enの発生時刻
n:enの発生後状態、xn∈Y
Y:イベント群ENによって生じ得る全状態集合
Y={y1,y2,・・・,ys
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the program of the present invention,
Event group E N = {e 1, e 2, ···, e N} each event e n in the, e n, including the generation time and generating post-state = (t n, x n)
t n: e n the time of occurrence of
x n: after the occurrence state of e n, x n ∈Y
Y: the total set of states can be caused by an event group E N
Y = {y 1 , y 2 ,..., Y s }
It is also preferable to make the computer function as described above.

本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
イベント群ENの中で、連続する時系列の所定数K個をスライディングウィンドウ方式で切り出したイベント群Pv,Kについて、
過去の時系列の正常時イベント群P0は、各イベント群Pv,Kの中で正常時と判定されたイベント群であり、
過去の時系列の異常時イベント群P1は、各イベント群Pv,Kの中で異常時と判定されたイベント群である
v,K={ev,ev+1,・・・,ev+K-1}、v=(1,2,・・・,N-K+1)
P={P1,K,P2,K,・・・,PN-K+1,K
0={P0|P0は正常時イベント群,P0∈P}
1={P1|P1は異常時イベント群,P1∈P}
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the program of the present invention,
In the event group E N , an event group P v, K obtained by cutting out a predetermined number K of continuous time series by a sliding window method is as follows:
The normal time event group P 0 in the past time series is an event group determined to be normal in each event group P v, K ,
Abnormal event group P 1 of the time series of the past, each event group P v, is abnormal when the determined event group in K P v, K = {e v, e v + 1, ··· , e v + K-1 }, v = (1,2, ..., N-K + 1)
P = {P 1, K , P 2, K , ..., P N-K + 1, K }
P 0 = {P 0 | P 0 is a normal event group, P 0 ∈P}
P 1 = {P 1 | P 1 is an abnormal event group, P 1 ∈P}
It is also preferable to make the computer function as described above.

本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
係数αxixjは、以下の目的関数及び制約条件に基づいて、線形計画問題として最適化して算出されたものである
目的関数:
最大化 αmax=R0 min−R1 max
制約条件:
R(P0)={R(p0)|p0∈P0}:正常時イベント群に基づく評価値の集合
R(P1)={R(p1)|p1∈P1}:異常時イベント群に基づく評価値の集合
0 min=min(R(P0)):正常時イベント群に基づく最小評価値
1 max=min(R(P1)):正常時イベント群に基づく最大評価値
0 min>R1 max:正常時イベント群に基づく評価値の方が大きな値
αxixj>0
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the program of the present invention,
The coefficient α xixj is calculated by optimizing as a linear programming problem based on the following objective function and constraints.
Maximization α max = R 0 min -R 1 max
Restrictions:
R (P 0) = {R (p 0) | p 0 ∈P 0}: the set R (P 1) of the evaluation value based on the normal-time event group = {R (p 1) | p 1 ∈P 1}: Set of evaluation values based on abnormal event group R 0 min = min (R (P 0 )): Minimum evaluation value based on normal event group R 1 max = min (R (P 1 )): Normal event group Based evaluation value R 0 min > R 1 max : the evaluation value based on the normal event group is a larger value α xixj > 0
It is also preferable to make the computer function as described above.

本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
評価閾値算出手段は、正常イベント群に基づく評価値分布の最小評価値R0 minと、異常イベント群に基づく評価値分布の最大評価値R1 maxとの中央値を、評価閾値として算出する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the program of the present invention,
Evaluation threshold calculating means calculates a minimum evaluation value R 0 min evaluation value distribution based on the normal time of the event group, the median between the maximum evaluation value R 1 max of the evaluation value distribution based on abnormal event group, as an evaluation threshold It is also preferable to operate the computer in such a manner as to perform the operation.

本発明のプログラムにおける他の実施形態によれば、
イベントは、通信装置から発信されたデータパケットであり、
状態は、通信装置の各ポートにおける「リンク有り+第1の速度」「リンク有り+第2の速度」「リンク無し」である
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the program of the present invention,
An event is a data packet transmitted from a communication device,
It is also preferable to make the computer function such that the state is “with link + first speed”, “with link + second speed”, and “without link” at each port of the communication device.

本発明によれば、時系列の運用時イベント群E'Mに対する異常を判定する装置であって、
教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデルを学習するマルコフモデル学習手段と、
教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群P0及び異常時イベント群P1それぞれに対して、状態遷移における遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する評価値分布算出手段と、
状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する評価閾値算出手段と
を有すると共に、
評価値分布算出手段は、運用時イベント群E'Mに対して更に評価値分布Rを算出し、
運用時イベント群E'Mの評価値分布が、評価閾値以下に偏っている場合に、異常と判定する異常判定手段と
を更に有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an apparatus for determining an abnormality with respect to a time-series operation event group E ′ M ,
A Markov model learning unit that learns a time-based Markov model that calculates a transition probability from the state i to the state j according to the staying time of the state i, using all event groups E N in the time series based on the teacher data;
For each of the normal event group P 0 and the abnormal event group P 1 in the past time series based on the teacher data, the addition value or the multiplication value of the transition probability in the state transition is calculated as the evaluation value, and the appearance for the evaluation value is calculated. Evaluation value distribution calculating means for calculating an evaluation value distribution R that counts frequencies;
The transition probability g xixj between states i to j is the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group and the maximum evaluation value R 1 of the evaluation value distribution R 1 of the abnormal event group. Weighting a coefficient α xixj that maximizes the difference from 1 max, and evaluation threshold calculation means for calculating an evaluation threshold,
The evaluation value distribution calculating means further calculates an evaluation value distribution R for the operation-time event group E ′ M ,
It is characterized in that it further comprises abnormality determining means for determining an abnormality when the evaluation value distribution of the in-operation event group E ′ M is biased below the evaluation threshold.

本発明によれば、時系列の運用時イベント群E'Mに対する異常を判定する装置の異常判定方法であって、
装置は、
学習段階として、
教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデルを学習する第11のステップと、
教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群P0及び異常時イベント群P1それぞれに対して、状態遷移における遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する第12のステップと、
状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する第13のステップと
を実行し、
運用段階として、
運用時イベント群E'Mに対して、状態遷移における遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する第21のステップと、
運用時イベント群E'Mの評価値分布が、評価閾値以下に偏っている場合に、異常と判定する第22のステップと
を更に実行することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an abnormality determination method for a device which determines an abnormality with respect to a time-series operation event group E ′ M ,
The equipment is
As a learning stage,
Using all sets of events E N time series based on the training data, and the eleventh step of learning Timed Markov model to calculate the probability of transition from state i corresponding to the residence time of the state i to state j,
For each of the normal event group P 0 and the abnormal event group P 1 in the past time series based on the teacher data, an added value or a multiplied value of the transition probability in the state transition is calculated as an evaluation value, and the appearance for the evaluation value is calculated. A twelfth step of calculating an evaluation value distribution R obtained by counting the frequency,
The transition probability g xixj between states i to j is the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group and the maximum evaluation value R 1 of the evaluation value distribution R 1 of the abnormal event group. Weighting a coefficient α xixj that maximizes the difference from 1 max, and calculating a thirteenth step of calculating an evaluation threshold.
As an operation stage,
A twenty-first step of calculating an added value or a multiplied value of transition probabilities in a state transition as an evaluation value for the operation-time event group E ′ M , and calculating an evaluation value distribution R obtained by counting appearance frequencies with respect to the evaluation value; ,
When the evaluation value distribution of the in-operation event group E ′ M is biased below the evaluation threshold value, the 22nd step of determining an abnormality is further executed.

本発明のプログラム、装置及び方法によれば、様々な時系列のイベント群から、イベントの状態変化に基づいて、異常状態か否かの判定閾値を最適に設定することができるプログラム、装置及び方法を提供することを目的とする。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the program, apparatus, and method of this invention, the program, apparatus, and method which can optimally set the determination threshold value whether it is an abnormal state based on the change of the state of an event from various time-series event groups The purpose is to provide.

本発明の異常判定装置を有するシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram having an abnormality determination device of the present invention. 本発明における異常判定装置の機能構成図である。FIG. 3 is a functional configuration diagram of the abnormality determination device according to the present invention. 時間付きマルコフモデル学習における状態遷移を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the state transition in Markov model learning with time. 正常状態の評価値分布と異常状態の評価値分布とを用いた判定の評価閾値を表す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating evaluation thresholds for determination using an evaluation value distribution in a normal state and an evaluation value distribution in an abnormal state. 運用時のイベント群から異常状態か否かの判定を表す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a determination as to whether or not an abnormal state exists from a group of events during operation.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の異常判定装置を有するシステム構成図である。   FIG. 1 is a system configuration diagram having the abnormality determination device of the present invention.

図1によれば、異常判定装置1は、事業者ネットワークに配置されており、多数の通信装置における異常状態を検知するものである。各通信装置は、異常を通知するアラーム(例えばリンクダウンや信号同期エラー)に限られず、自らの状態を表す「イベント」を発信している。異常判定装置1は、それらイベント群を収集することによって、異常状態を検知する。事業者ネットワークに配置される通信装置としては、例えばルータやスイッチのような経路制御装置がある。
事業者ネットワークとしては、例えばLTE(Long Term Evolution)やWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)のようなアクセスネットワークであってもよいし、IMSのようなコアネットワークであってもよい。
According to FIG. 1, the abnormality determination device 1 is arranged in a business network and detects an abnormal state in many communication devices. Each communication device transmits an "event" indicating its own state, not limited to an alarm for notifying an abnormality (for example, a link down or a signal synchronization error). The abnormality determination device 1 detects an abnormal state by collecting the event group. As a communication device arranged in a company network, for example, there is a route control device such as a router or a switch.
The carrier network may be, for example, an access network such as LTE (Long Term Evolution) or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), or a core network such as IMS.

「イベント」とは、通信装置から発信された、状態を含むデータパケットである。
「状態」とは、例えばスイッチの場合、各ポートにおける「リンク有り+第1の速度」「リンク有り+第2の速度」「リンク無し」のようなものである。
また、イベント群EN={e1,e2,・・・,eN}における各イベントenは、発生時刻及び発生後状態を含む。
n=(tn,xn
n:n番目のイベント
n:enの発生時刻
n:enの発生後状態
イベントには、他のイベントとの相関性を表す情報は全く含まれておらず、イベント同士のみを比較しても、その相関性は見出せないものである。
An “event” is a data packet including a state transmitted from a communication device.
The “state” is, for example, in the case of a switch, such as “with link + first speed”, “with link + second speed”, and “without link” at each port.
Also, each event e n in an event group E N = {e 1, e 2, ···, e N} includes occurrence time and after occurrence state.
e n = (t n , x n )
e n : nth event
t n: e n the time of occurrence of
x n: the generation state after event e n, information indicating the correlation with other events is not included at all, as compared to only each other event, but can not find its correlation.

図2は、本発明における異常判定装置の機能構成図である。   FIG. 2 is a functional configuration diagram of the abnormality determination device according to the present invention.

図2によれば、本発明の異常判定装置1は、教師データ蓄積部10と、全イベント群入力部110と、学習イベント群入力部120と、運用イベント群入力部210とを有する。また、異常判定装置は、マルコフモデル学習部11と、評価値分布算出部12、21と、評価閾値算出部13と、異常判定部22とを有する。これら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、装置を用いた異常判定方法としても理解できる。   According to FIG. 2, the abnormality determination device 1 of the present invention includes a teacher data storage unit 10, an entire event group input unit 110, a learning event group input unit 120, and an operation event group input unit 210. Further, the abnormality determination device includes a Markov model learning unit 11, evaluation value distribution calculation units 12 and 21, an evaluation threshold value calculation unit 13, and an abnormality determination unit 22. These functional components are realized by executing a program that causes a computer mounted on the device to function. In addition, the flow of processing of these functional components can be understood as an abnormality determination method using the device.

また、本発明の異常判定装置1は、<モデル学習段階>、<評価閾値学習段階>及び<運用段階>に区分される。
異常判定装置1は、モデル学習段階として、全イベント群入力部110と、マルコフモデル学習部11とを有する。
また、異常判定装置1は、評価閾値学習段階として、学習イベント群入力部120と、評価値分布算出部12と、評価閾値算出部13とを有する。
更に、異常判定装置1は、運用段階として、運用イベント群入力部210と、評価値分布算出部21と、異常判定部22とを有する。
Further, the abnormality determination device 1 of the present invention is divided into a <model learning stage>, an <evaluation threshold learning stage>, and an <operation stage>.
The abnormality determination device 1 includes an all event group input unit 110 and a Markov model learning unit 11 as a model learning stage.
Further, the abnormality determination device 1 includes a learning event group input unit 120, an evaluation value distribution calculation unit 12, and an evaluation threshold calculation unit 13 as an evaluation threshold learning stage.
Further, the abnormality determination device 1 includes an operation event group input unit 210, an evaluation value distribution calculation unit 21, and an abnormality determination unit 22 as an operation stage.

[教師データ蓄積部10]
教師データ蓄積部10は、過去に収集した「正常時イベント群」と「異常時イベント群」とを予め教師データとして蓄積したものである。ここでは、正常時と異常時とを区別して、時系列のイベント群を記憶している。
モデル学習段階では、教師データ蓄積部10は、全てのイベント群を出力する。
評価閾値学習段階では、教師データ蓄積部10は、正常時イベント群と異常時イベント群とを別々に出力する。
[Teacher data storage unit 10]
The teacher data storage unit 10 stores the “normal event group” and the “abnormal event group” collected in the past as teacher data in advance. Here, a time-series event group is stored so as to distinguish between a normal time and an abnormal time.
In the model learning stage, the teacher data storage unit 10 outputs all event groups.
In the evaluation threshold learning stage, the teacher data storage unit 10 outputs the normal event group and the abnormal event group separately.

<モデル学習段階>
[全イベント群入力部110]
全イベント群入力部110は、教師データ蓄積部10から全てのイベント群を入力し、マルコフモデル学習部11へ出力する。
<Model learning stage>
[All event group input unit 110]
The all event group input unit 110 receives all event groups from the teacher data storage unit 10 and outputs them to the Markov model learning unit 11.

[マルコフモデル学習部11]
マルコフモデル学習部11は、教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、「状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデル」を学習する。
[Markov model learning unit 11]
The Markov model learning unit 11 uses all the time-series event groups E N based on the teacher data to “time-markov model with transition calculated from state i to state j according to the staying time of state i”. To learn.

「マルコフモデル」とは、未来の状態が現在の状態だけで決定され、過去の挙動と無関係であるという性質を持つ確率モデルをいう。
「時間付きマルコフモデル」とは、状態遷移確率が時間に依存するマルコフモデルであり、ある状態から次の状態に遷移するまでの遷移元状態での滞在時間に応じて遷移確率が変化する状態遷移モデルをいう。
The “Markov model” refers to a probabilistic model having a property that a future state is determined only by a current state and is not related to past behavior.
"Markov model with time" is a Markov model in which the state transition probability depends on time, and the state transition in which the transition probability changes according to the staying time in the transition source state from one state to the next state Refers to a model.

図3は、時間付きマルコフモデル学習における状態遷移を表す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state transition in Markov model learning with time.

例えばイベントen発生後の通信装置の状態xnと、イベント群ENによって生じ得る全状態集合Yとは、以下の関係となる。
n ∈ Y={y1,y2,・・・,ys
y:時間付きマルコフモデルの状態
n:en発生後の状態
Nにおける任意の連続する2つのイベントeh、eh+1(h=1,2,・・・,N-1)から、1つの状態遷移xh→xh+1を表す。このとき、遷移元状態に滞在していた時間は、th+1−thで表される。
Nから全ての状態遷移を抽出し、yi→yj(i,j=1,2,・・・,S)について、以下を算出する。
ij:状態yiから状態yjへの状態間の遷移確率
yiyj(Ti):yi→yjの状態遷移について、状態yiでの滞在時間Ti=tj−tiの分布を表す確率密度
図3の状態遷移は、教師データの全てのイベント群によって学習して構築されたものである。
For example the state x n events e n occurs after the communication device, the all-state group Y which may be caused by an event group E N, the following relationship.
x n ∈ Y = {y 1 , y 2 ,..., y s
y: state of Markov model with time
x n : state after the occurrence of e n One state transition x h → from any two consecutive events e h , e h + 1 (h = 1,2,..., N−1) in E N x h + 1 . At this time, the time spent in the transition source state is represented by t h + 1 −th h .
All state transitions are extracted from E N , and the following is calculated for y i → y j (i, j = 1, 2,..., S).
g ij : transition probability f yiyj (T i ) between the state y i to the state y j : for the state transition of y i → y j , the stay time T i = t j −t i in the state y i Probability Density Representing Distribution The state transition in FIG. 3 is constructed by learning with all event groups in the teacher data.

<評価閾値学習段階>
[学習イベント群入力部120]
学習イベント群入力部120は、教師データ蓄積部10から、正常時イベント群と異常時イベント群とを別々に入力し、それらイベント群を評価値分布算出部12へ出力する。
<Evaluation threshold learning stage>
[Learning event group input unit 120]
The learning event group input unit 120 separately inputs the normal event group and the abnormal event group from the teacher data storage unit 10, and outputs the event group to the evaluation value distribution calculation unit 12.

[評価値分布算出部12]
評価値分布算出部12は、教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群及び異常時イベント群それぞれに対して、状態遷移における遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、その評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する。
[Evaluation Value Distribution Calculation Unit 12]
The evaluation value distribution calculation unit 12 calculates, as an evaluation value, an addition value or a multiplication value of transition probabilities in a state transition for each of the normal event group and the abnormal event group in the past time series based on the teacher data. An evaluation value distribution R obtained by counting the appearance frequency for the evaluation value is calculated.

正常時/異常時それぞれの各イベント群ENから、連続する時系列の所定数K個をスライディングウィンドウ方式で、イベント群Pv,Kを切り出す。
v,K={ev,ev+1,・・・,ev+K-1}、v=(1,2,・・・,N-K+1)
K:ENから連続する長さ(任意の整数)
切り出したイベント群Pv,Kの集合を、以下のように表す。
P={P1,K,P2,K,・・・,PN-K+1,K
A predetermined number K of continuous time series is cut out from each of the event groups E N in the normal / abnormal state by a sliding window method to obtain an event group P v, K.
Pv, K = { ev , ev + 1 , ..., ev + K-1 }, v = (1,2, ..., N-K + 1)
K: Length continuous from E N (arbitrary integer)
A set of the extracted event groups P v, K is represented as follows.
P = {P 1, K , P 2, K , ..., P N-K + 1, K }

そして、正常時/異常時それぞれの2つの集合に分ける。
過去の時系列の正常時イベント群P0は、各イベント群Pv,Kの中で正常時と判定されたイベント群である。
0={P0|P0は正常時イベント群,P0∈P}
過去の時系列の異常時イベント群P1は、各イベント群Pv,Kの中で異常時と判定されたイベント群である。
1={P1|P1は異常時イベント群,P1∈P}
Then, it is divided into two sets for normal time and abnormal time.
The normal event group P 0 in the past time series is an event group determined to be normal in each event group P v, K.
P 0 = {P 0 | P 0 is a normal event group, P 0 ∈P}
Abnormal event group P 1 of the time series of the past is the abnormality judged event group in each event group P v, K.
P 1 = {P 1 | P 1 is an abnormal event group, P 1 ∈P}

0及びP1の各要素から評価値を算出し、評価値分布R(Pv,K)を作成する。
R(Pv,K)=q(xv)Σv+K-2 i=v(gxixi+1×Fxixi+1(ti+1−ti))
yiyj(Ti)=∫0 Tiyiyj(u)du
q(xn):全状態の中でxnが初期状態である確率
ij(Ti):yiからyjへの遷移について、yiでの滞在時間Ti=tj−ti以内に状態遷移する確率
「状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率」は、以下の式によって表されている。
ij×Fij(T)
An evaluation value is calculated from each element of P 0 and P 1 to create an evaluation value distribution R (P v, K ).
R (P v, K) = q (x v) Σ v + K-2 i = v (g xixi + 1 × F xixi + 1 (t i + 1 -t i))
F yiyj (T i ) = ∫ 0 Ti f yiyj (u) du
q (x n ): Probability that x n is the initial state among all states
F ij (T i ): Probability of state transition within stay time T i = t j −t i at y i for transition from y i to y j “from state i according to stay time of state i to state The transition probability to j is represented by the following equation.
g ij × F ij (T)

そして、評価値分布算出部12は、正常イベント群の評価値分布R0と異常イベント群の評価値分布R1とをそれぞれ、評価閾値算出部13へ出力する。 Then, evaluation value distribution calculation unit 12, the evaluation value of the evaluation value distribution R 0 and abnormal event groups normally when an event group distribution R 1 and, respectively, to output to the evaluation threshold value calculation unit 13.

[評価閾値算出部13]
評価閾値算出部13は、正常イベント群の評価値分布R0と異常イベント群の評価値分布R1との間で、所定条件の評価閾値を算出する。
[Evaluation Threshold Calculation Unit 13]
Evaluation threshold calculating unit 13, with the evaluation value distribution R 0 of the normal time of the event group and the evaluation value distribution R 1 of abnormal events group, calculates the evaluation threshold of a predetermined condition.

図4は、正常状態の評価値分布と異常状態の評価値分布とを用いた判定の評価閾値を表す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing evaluation thresholds for determination using the evaluation value distribution in a normal state and the evaluation value distribution in an abnormal state.

図4(a)によれば、正常状態と異常状態と別々に、評価値に対する出現頻度の分布が表されている。
正常なイベント群から算出された評価値は、異常なイベント群から算出された評価値よりも、大きな値となる。また、正常時イベント群の評価値分布と異常時イベント群の評価値分布との境界では、正常/異常を判定するための指標(評価閾値)となる。
According to FIG. 4A, the distribution of the appearance frequency with respect to the evaluation value is shown separately for the normal state and the abnormal state.
The evaluation value calculated from the normal event group is larger than the evaluation value calculated from the abnormal event group. In addition, the boundary between the evaluation value distribution of the normal event group and the evaluation value distribution of the abnormal event group serves as an index (evaluation threshold) for determining normal / abnormal.

(評価閾値の最適化における第1の実施形態)
図4(b)によれば、正常状態と異常状態と別々に、評価値に対する出現頻度の分布が表されている。
ここでは単純に、評価閾値算出部13は、正常イベント群に基づく評価値分布の最小評価値R0 minと、異常イベント群に基づく評価値分布の最大評価値R1 maxとの中央値を、評価閾値Rとして算出している。
z=(R0 min+R1 max)/2
(First Embodiment in Optimization of Evaluation Threshold)
According to FIG. 4B, the distribution of the appearance frequency with respect to the evaluation value is shown separately for the normal state and the abnormal state.
Here simply, the evaluation threshold value calculation unit 13, the median and the minimum evaluation value R 0 min evaluation value distribution based on normal time event group, the maximum evaluation value R 1 max of the evaluation value distribution based on abnormal events group Is calculated as the evaluation threshold Rz .
z = (R 0 min + R 1 max ) / 2

(評価閾値の最適化における第2の実施形態)
図4(c)によれば、係数αxixjを重み付けた正常状態と異常状態と別々の評価値分布が表されている。
正常時イベント群の評価値分布R0と、異常時イベント群の評価値分布R1とが離れているほど、正確に正常状態/異常状態を判定することができる。
そこで、評価閾値算出部13は、状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する。
(Second Embodiment in Optimization of Evaluation Threshold)
According to FIG. 4 (c), different evaluation value distributions are shown for the normal state and the abnormal state in which the coefficient α xixj is weighted.
An evaluation value distribution R 0 of the normal time of event groups, as evaluation value of abnormal event group and the distribution R 1 is away, it is possible to determine exactly normal state / an abnormal state.
Therefore, the evaluation threshold calculating unit 13 calculates the transition probability g xixj between the state i and the state j , the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group, and the evaluation of the abnormal event group. The coefficient α xixj that maximizes the difference between the value distribution R 1 and the maximum evaluation value R 1 max is weighted to calculate an evaluation threshold.

前述した評価値分布R(Pv,K)の式に、係数αxixjを重み付ける。
R(Pv,K)=q(xv)Σv+K-2 i=v(αxixi+1×gxixi+1×Fxixi+1(ti+1−ti))
係数αyiyjは、以下の目的関数及び制約条件に基づいて、線形計画問題として最適化して算出されたものとする。
目的関数:
最大化 αmax=R0 min−R1 max
制約条件:
R(P0)={R(p0)|p0∈P0}:正常時イベント群に基づく評価値の集合
R(P1)={R(p1)|p1∈P1}:異常時イベント群に基づく評価値の集合
0 min=min(R(P0)):正常時イベント群に基づく最小評価値
1 max=min(R(P1)):正常時イベント群に基づく最大評価値
0 min>R1 max:正常時イベント群に基づく評価値の方が大きな値
αxixj>0
A coefficient α xixj is weighted to the above-described expression of the evaluation value distribution R (P v, K ).
R (P v, K) = q (x v) Σ v + K-2 i = v (α xixi + 1 × g xixi + 1 × F xixi + 1 (t i + 1 -t i))
It is assumed that the coefficient α yiyj has been calculated as an optimization as a linear programming problem based on the following objective function and constraints.
Objective function:
Maximization α max = R 0 min -R 1 max
Restrictions:
R (P 0) = {R (p 0) | p 0 ∈P 0}: the set R (P 1) of the evaluation value based on the normal-time event group = {R (p 1) | p 1 ∈P 1}: Set of evaluation values based on abnormal event group R 0 min = min (R (P 0 )): Minimum evaluation value based on normal event group R 1 max = min (R (P 1 )): Normal event group Based evaluation value R 0 min > R 1 max : the evaluation value based on the normal event group is a larger value α xixj > 0

<運用段階>
[運用イベント群入力部210]
運用イベント群入力部210は、時系列の運用時イベント群E'Mを入力し、評価値分布算出部21へ出力する。
<Operation stage>
[Operation event group input unit 210]
The operation event group input unit 210 inputs the time-series operation event group E ′ M and outputs it to the evaluation value distribution calculation unit 21.

[評価値分布算出部21]
評価値分布算出部21は、前述と同様に、運用時イベント群E'Mに対して評価値分布R'を算出する。
時系列の運用時イベント群E'M={e'1,e'2,・・・,e'M}から、連続する時系列の所定数K個をスライディングウィンドウ方式でイベント群P'v,Kを切り出す。
P'w,K={ew,ew+1,・・・,ew+K-1}、w=(1,2,・・・,M-K+1)
切り出したイベント群Pv,Kの集合を、以下のように表す。
P'={P'1,K,P'2,K,・・・,P'M-K+1,K
そして、P'の各要素について、評価値R(P'w,K)を算出する。
[Evaluation Value Distribution Calculation Unit 21]
The evaluation value distribution calculation unit 21 calculates the evaluation value distribution R ′ for the in-operation event group E ′ M as described above.
From a time-series operation event group E ′ M = {e ′ 1 , e ′ 2 ,..., E ′ M }, a predetermined number K of continuous time series is determined by a sliding window method using an event group P ′ v, Cut out K.
P ' w, K = {e w , e w + 1 , ..., e w + K-1 }, w = (1,2, ..., M-K + 1)
A set of the extracted event groups P v, K is represented as follows.
P '= {P'1 , K , P'2 , K , ..., P'M -K + 1, K }
Then, an evaluation value R (P ′ w, K ) is calculated for each element of P ′.

[異常判定部22]
異常判定部22は、運用時イベント群E'Mの評価値分布R'が、評価閾値Rz以下に偏っている場合に、異常と判定する。
[Abnormality determination unit 22]
When the evaluation value distribution R ′ of the in-operation event group E ′ M is biased below the evaluation threshold Rz , the abnormality determination unit 22 determines that an abnormality has occurred.

図5は、運用時のイベント群から異常状態か否かの判定を表す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a determination as to whether or not an abnormal state exists from a group of events during operation.

図5(a)によれば、運用時のイベント群に基づく評価値分布R'の中心が、評価閾値Rz以下に偏っている。この場合、運用時のイベント群は、異常であると判定される。
図5(b)によれば、運用時のイベント群に基づく評価値分布R'の中心が、評価閾値Rzよりも高い方に偏っている。この場合、運用時のイベント群は、正常であると判定される。
According to FIG. 5A, the center of the evaluation value distribution R ′ based on the event group during operation is biased below the evaluation threshold Rz . In this case, the event group during operation is determined to be abnormal.
According to FIG. 5B, the center of the evaluation value distribution R ′ based on the event group at the time of operation is biased higher than the evaluation threshold Rz . In this case, the event group at the time of operation is determined to be normal.

前述した実施形態として、イベントは、事業者ネットワークに配置された通信装置から発信されるパケットとして説明したが、本発明は、これに限られるものではない。即ち、状態変化を表すイベント群であれば、様々な用途の中で異常を判定することができる。例えば、発電・送電システムや、水道等の配給システム、各種生産・製造プラントのような様々な大規模な事業システムに適用することができる。   In the above-described embodiment, the event has been described as a packet transmitted from the communication device arranged in the carrier network, but the present invention is not limited to this. That is, if the event group indicates a state change, an abnormality can be determined in various uses. For example, the present invention can be applied to various large-scale business systems such as a power generation / transmission system, a distribution system such as water supply, and various production / manufacturing plants.

以上、詳細に説明したように、本発明のプログラム、装置及び方法によれば、様々な時系列のイベント群から、イベントの状態変化に基づいて、異常状態か否かの判定閾値を最適に設定することができる。   As described above in detail, according to the program, the apparatus, and the method of the present invention, from various time-series event groups, the threshold value for judging whether or not the state is abnormal is optimally set based on the state change of the event. can do.

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。   For the above-described various embodiments of the present invention, various changes, modifications, and omissions in the scope of the technical idea and viewpoint of the present invention can be easily performed by those skilled in the art. The foregoing description is merely an example, and is not intended to be limiting. The invention is limited only as defined by the following claims and equivalents thereof.

1 異常判定装置
10 教師データ蓄積部
110 全イベント群入力部
11 マルコフモデル学習部
120 学習イベント群入力部
12、21 評価値分布算出部
13 評価閾値算出部
210 運用イベント群入力部
22 異常判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abnormality determination apparatus 10 Teacher data storage part 110 All event group input part 11 Markov model learning part 120 Learning event group input part 12, 21 Evaluation value distribution calculation part 13 Evaluation threshold value calculation part 210 Operation event group input part 22 Abnormality determination part

Claims (9)

時系列の運用時イベント群E'Mに対する異常を判定する装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデルを学習するマルコフモデル学習手段と、
教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群P0及び異常時イベント群P1それぞれに対して、状態遷移における前記遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する評価値分布算出手段と、
状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する評価閾値算出手段と
してコンピュータを機能させると共に、
前記評価値分布算出手段は、運用時イベント群E'Mに対して更に評価値分布Rを算出し、
運用時イベント群E'Mの評価値分布が、前記評価閾値以下に偏っている場合に、異常と判定する異常判定手段と
して更にコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
A program for causing a computer mounted on a device for determining an abnormality to the time-series operation event group E ′ M to be functioning,
Markov model learning means for learning a time-based Markov model that calculates the transition probability from state i to state j according to the staying time of state i, using all event groups E N in the time series based on the teacher data;
For each of the normal event group P 0 and the abnormal event group P 1 in the past time series based on the teacher data, an added value or a multiplied value of the transition probabilities in the state transition is calculated as an evaluation value. Evaluation value distribution calculating means for calculating an evaluation value distribution R in which appearance frequencies are counted;
The transition probability g xixj between states i to j is the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group and the maximum evaluation value R 1 of the evaluation value distribution R 1 of the abnormal event group. the difference between the 1 max Te weighting coefficients alpha XiXj maximize, causes the computer to function as an evaluation threshold calculating means for calculating the evaluation threshold,
The evaluation value distribution calculating means further calculates an evaluation value distribution R for the operation-time event group E ′ M ,
A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to further function as abnormality determination means for determining an abnormality when the evaluation value distribution of the in-operation event group E ′ M is biased below the evaluation threshold.
状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの前記遷移確率は、
ij×Fij(T)
ij:状態iから状態jへの状態間の遷移確率
ij(Ti):状態iから状態jへの遷移について状態iでの滞在時間Ti=tj−ti以内に状態遷移する確率
として表すようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項1に記載のプログラム。
The transition probability from the state i to the state j according to the staying time of the state i is:
g ij × F ij (T)
g ij : Probability of transition between states i to j F ij (T i ): State transition for state i to state j within stay time T i = t j −t i in state i The program according to claim 1, wherein the program causes a computer to function as a probability.
イベント群EN={e1,e2,・・・,eN}における各イベントenは、発生時刻及び発生後状態を含む
n=(tn,xn
n:enの発生時刻
n:enの発生後状態、xn∈Y
Y:イベント群ENによって生じ得る全状態集合
Y={y1,y2,・・・,ys
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項1又は2に記載のプログラム。
Event group E N = {e 1, e 2, ···, e N} each event e n in the, e n, including the generation time and generating post-state = (t n, x n)
t n: e n the time of occurrence of
x n: after the occurrence state of e n, x n ∈Y
Y: the total set of states can be caused by an event group E N
Y = {y 1 , y 2 ,..., Y s }
The program according to claim 1, wherein the program causes a computer to function as described above.
イベント群ENの中で、連続する時系列の所定数K個をスライディングウィンドウ方式で切り出したイベント群Pv,Kについて、
過去の時系列の正常時イベント群P0は、各イベント群Pv,Kの中で正常時と判定されたイベント群であり、
過去の時系列の異常時イベント群P1は、各イベント群Pv,Kの中で異常時と判定されたイベント群である
v,K={ev,ev+1,・・・,ev+K-1}、v=(1,2,・・・,N-K+1)
P={P1,K,P2,K,・・・,PN-K+1,K
0={P0|P0は正常時イベント群,P0∈P}
1={P1|P1は異常時イベント群,P1∈P}
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のプログラム。
In the event group E N , an event group P v, K obtained by cutting out a predetermined number K of continuous time series by a sliding window method is as follows:
The normal time event group P 0 in the past time series is an event group determined to be normal in each event group P v, K ,
Abnormal event group P 1 of the time series of the past, each event group P v, is abnormal when the determined event group in K P v, K = {e v, e v + 1, ··· , e v + K-1 }, v = (1,2, ..., N-K + 1)
P = {P 1, K , P 2, K , ..., P N-K + 1, K }
P 0 = {P 0 | P 0 is a normal event group, P 0 ∈P}
P 1 = {P 1 | P 1 is an abnormal event group, P 1 ∈P}
The program according to any one of claims 1 to 3, which causes the computer to function as described above.
前記係数αxixjは、以下の目的関数及び制約条件に基づいて、線形計画問題として最適化して算出されたものである
目的関数:
最大化 αmax=R0 min−R1 max
制約条件:
R(P0)={R(p0)|p0∈P0}:正常時イベント群に基づく評価値の集合
R(P1)={R(p1)|p1∈P1}:異常時イベント群に基づく評価値の集合
0 min=min(R(P0)):正常時イベント群に基づく最小評価値
1 max=min(R(P1)):正常時イベント群に基づく最大評価値
0 min>R1 max:正常時イベント群に基づく評価値の方が大きな値
αxixj>0
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のプログラム。
The coefficient α xixj is calculated by optimizing as a linear programming problem based on the following objective function and constraints.
Maximization α max = R 0 min -R 1 max
Restrictions:
R (P 0) = {R (p 0) | p 0 ∈P 0}: the set R (P 1) of the evaluation value based on the normal-time event group = {R (p 1) | p 1 ∈P 1}: Set of evaluation values based on abnormal event group R 0 min = min (R (P 0 )): Minimum evaluation value based on normal event group R 1 max = min (R (P 1 )): Normal event group Based evaluation value R 0 min > R 1 max : the evaluation value based on the normal event group is a larger value α xixj > 0
The program according to any one of claims 1 to 4, which causes a computer to function as described above.
前記評価閾値算出手段は、正常イベント群に基づく評価値分布の最小評価値R0 minと、異常イベント群に基づく評価値分布の最大評価値R1 maxとの中央値を、前記評価閾値として算出する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のプログラム。
The evaluation threshold value calculation means, the minimum evaluation value R 0 min evaluation value distribution based on the normal time of the event group, the median between the maximum evaluation value R 1 max of the evaluation value distribution based on abnormal events group, the evaluation threshold The program according to any one of claims 1 to 5 , wherein the program is caused to function as a computer.
前記イベントは、通信装置から発信されたデータパケットであり、
前記状態は、前記通信装置の各ポートにおける「リンク有り+第1の速度」「リンク有り+第2の速度」「リンク無し」である
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のプログラム。
The event is a data packet transmitted from the communication device,
2. The computer according to claim 1, wherein the state is such that the state of each port of the communication device is "with link + first speed", "with link + second speed", and "without link". The program according to any one of items 6 to 6 .
時系列の運用時イベント群E'Mに対する異常を判定する装置であって、
教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデルを学習するマルコフモデル学習手段と、
教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群P0及び異常時イベント群P1それぞれに対して、状態遷移における前記遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する評価値分布算出手段と、
状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する評価閾値算出手段と
を有すると共に、
前記評価値分布算出手段は、運用時イベント群E'Mに対して更に評価値分布Rを算出し、
運用時イベント群E'Mの評価値分布が、前記評価閾値以下に偏っている場合に、異常と判定する異常判定手段と
を更に有することを特徴とする装置。
A device for determining an abnormality with respect to a time-series operation event group E ′ M ,
A Markov model learning unit that learns a time-based Markov model that calculates a transition probability from the state i to the state j according to the staying time of the state i, using all event groups E N in the time series based on the teacher data;
For each of the normal event group P 0 and the abnormal event group P 1 in the past time series based on the teacher data, an added value or a multiplied value of the transition probabilities in the state transition is calculated as an evaluation value. Evaluation value distribution calculating means for calculating an evaluation value distribution R in which appearance frequencies are counted;
The transition probability g xixj between states i to j is the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group and the maximum evaluation value R 1 of the evaluation value distribution R 1 of the abnormal event group. the difference between the 1 max Te weighting coefficients alpha XiXj maximizing, and having an evaluation threshold calculating means for calculating the evaluation threshold,
The evaluation value distribution calculating means further calculates an evaluation value distribution R for the operation-time event group E ′ M ,
An apparatus, further comprising: abnormality determination means for determining an abnormality when the evaluation value distribution of the in-operation event group E ′ M is biased below the evaluation threshold.
時系列の運用時イベント群E'Mに対する異常を判定する装置の異常判定方法であって、
前記装置は、
学習段階として、
教師データに基づく時系列の全てのイベント群ENを用いて、状態iの滞在時間に応じた状態iから状態jへの遷移確率を算出した時間付きマルコフモデルを学習する第11のステップと、
教師データに基づく過去の時系列の正常時イベント群P0及び異常時イベント群P1それぞれに対して、状態遷移における前記遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する第12のステップと、
状態iから状態jへの状態間の遷移確率gxixjに、正常時イベント群の評価値分布R0の最小評価値R0 minと、異常時イベント群の評価値分布R1の最大評価値R1 maxとの差を最大化する係数αxixjを重み付けて、評価閾値を算出する第13のステップと
を実行し、
運用段階として、
運用時イベント群E'Mに対して、状態遷移における前記遷移確率の加算値又は乗算値を評価値として算出し、該評価値に対する出現頻度を計数した評価値分布Rを算出する第21のステップと、
運用時イベント群E'Mの評価値分布が、前記評価閾値以下に偏っている場合に、異常と判定する第22のステップと
を更に実行することを特徴とする装置の異常判定方法。
An abnormality determination method for an apparatus that determines an abnormality with respect to a time-series operation event group E ′ M ,
The device comprises:
As a learning stage,
Using all sets of events E N time series based on the training data, and the eleventh step of learning Timed Markov model to calculate the probability of transition from state i corresponding to the residence time of the state i to state j,
For each of the normal event group P 0 and the abnormal event group P 1 in the past time series based on the teacher data, an added value or a multiplied value of the transition probabilities in the state transition is calculated as an evaluation value. A twelfth step of calculating an evaluation value distribution R obtained by counting the appearance frequency;
The transition probability g xixj between states i to j is the minimum evaluation value R 0 min of the evaluation value distribution R 0 of the normal event group and the maximum evaluation value R 1 of the evaluation value distribution R 1 of the abnormal event group. the difference between the 1 max Te weighting coefficients alpha XiXj to maximize run a thirteenth step of calculating the evaluation threshold,
As an operation stage,
A twenty-first step of calculating an added value or a multiplied value of the transition probabilities in the state transition for the operation event group E ′ M as an evaluation value, and calculating an evaluation value distribution R obtained by counting the appearance frequency with respect to the evaluation value; When,
A method for determining an abnormality of the apparatus, further comprising the step of: determining that the evaluation value distribution of the in-operation event group E ′ M is abnormal when the distribution of the evaluation values is less than or equal to the evaluation threshold value.
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