• 제목/요약/키워드: 이상치탐지

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이상 탐지 기법을 활용한 IoT 센서 고장 진단에 관한 연구

  • 성상하;최형림;박도명;김상진
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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    • pp.185-187
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    • 2023
  • 고장 진단은 IoT 장비의 안전성과 효율성을 유지하는데 필요한 기술 중 하나이다. 따라서, 본 연구는 IoT 센서 데이터를 기반한 고장 진단 알고리즘을 개발하는데 목적이 있다. 본 연구는 알고리즘의 효율성을 개선하기 위해 기술통계량을 기반하여 데이터 차원을 축소하였으며, 이를 바탕으로 고장 진단 알고리즘의 정확도 및 연산시간을 개선하였다. 본 연구는 다양한 후보 알고리즘을 활용하여 고장진단을 수행하였으며, 정확도를 기반으로 가장 우수한 알고리즘을 선정하였다. 연구 결과, Isolation Forest 알고리즘이 가장 뛰어난 분류 결과를 나타내었다. 본 연구결과를 통해 IoT 센서의 안전성과 신뢰성을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다.

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Reference 기반 AI 모델의 효과적인 해석에 관한 연구 (A Study on Effective Interpretation of AI Model based on Reference)

  • 이현우;한태현;박영지;이태진
    • 정보보호학회논문지
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    • 제33권3호
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    • pp.411-425
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    • 2023
  • 오늘날 AI(Artificial Intelligence) 기술은 다양한 분야에서 활용 목적에 맞게 분류, 회기 작업을 수행하며 광범위하게 활용되고 있으며, 연구 또한 활발하게 진행 중인 분야이다. 특히 보안 분야에서는 예기치 않는 위협을 탐지해야 하며, 모델 훈련과정에 알려진 위협 정보를 추가하지 않아도 위협을 탐지할 수 있는 비 지도학습 기반의 이상 탐지 기법이 유망한 방법이다. 하지만 AI 판단에 대한 해석 가능성을 제공하는 선행 연구 대부분은 지도학습을 대상으로 설계되었기에 학습 방법이 근본적으로 다른 비 지도학습 모델에 적용하기는 어려우며, Vision 중심의 AI 매커니즘 해석연구들은 이미지로 표현되지 않는 보안 분야에 적용하기에 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 침해공격의 원본인 최적화 Reference를 탐색하고 이와 비교함으로써 탐지된 이상에 대한 해석 가능성을 제공하는 기법을 활용한다. 본 논문에서는 산출된 Reference를 기반으로 실존 데이터에서 가장 가까운 데이터를 탐색하는 로직을 추가 제안함으로써 실존 데이터를 기반으로 이상 징후에 대한 더욱 직관적인 해석을 제공하고 보안 분야에서의 효과적인 이상 탐지모델 활용을 도모하고자 한다.

클라우드 모니터링 시스템의 성능 향상을 위한 딥러닝을 이용한 시계열 데이터 예측 연구 (Deep Learning-based Time Series Data Prediction Research for Performance Enhancement in Cloud Monitoring Systems)

  • 김동완;홍두표;신용태
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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    • pp.342-344
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    • 2023
  • 클라우드 시장의 성장과 마이크로 서비스 접근식이 제기됨에 따라 IT인프라를 관리하기 위한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. 하지만 고도화 및 분산된 환경에서 관찰 가능성 응용을 확보하기 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 모니터링 시스템을 통한 데이터 분석 중 수집한 데이터의 분석이 난해하다는 문제를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 제안된 방법은 NAB 데이터셋을 대상으로 STUMPY를 이용하여 데이터를 시각화하고, CNN을 이용하여 분류 작업을 수행한다. 분류를 수행한 데이터셋은 이상치 데이터와 이상 전조 데이터, 정상 데이터셋으로 분류하여 데이터셋을 구성한다. 구성한 학습 데이터셋에 대해 훈련을 마친 딥러닝 모델은 부하 테스트 환경에서 수집한 데이터에 대한 그래프 패턴을 분석하여 이상치 데이터와 이상 전조 데이터를 탐지한다.

머신러닝을 이용한 선불전자지급수단의 이상금융거래 탐지 연구 (A Study on the Fraud Detection for Electronic Prepayment using Machine Learning)

  • 최병호;조남욱
    • 한국전자거래학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.65-77
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    • 2022
  • 전자금융서비스가 활성화됨에 따라 전자금융 거래 건수와 거래액은 매년 증가하고 있으며, 선불전자지급 과정에서의 사이버 금융범죄도 증가하고 있다. 본 논문에서는 머신러닝 알고리즘을 이용한 선불전자지급수단의 이상금융거래 탐지모델을 제시한다. 이를 위하여 실제 선불전자거래 데이터를 익명화하여 수집하였으며, 데이터의 효과적인 특성을 추출하기 위한 전처리 작업을 수행하였다. 제안된 모델은 거래내역 기반과 이용자 ID 기반 접근법을 이용하였다. 거래내역 기반 모델 분석에서는 원데이터 기반 거래내역 분석과 특성 항목을 추가한 2차 분석을 수행하였으며, 이용자 ID 기반 모델에서도 도메인 특성에 맞는 특성 항목을 추출하여 분석에 활용하였다. 이상치 탐지를 위해 의사결정나무, 인공신경망 및 서포트 벡터 머신 알고리즘을 활용하여 비교 분석하였다. 분석결과 거래내역 기반의 탐지모델보다 이용자 ID 기반의 탐지모델이 선불거래지급수단 이상탐지에 더 효과적임을 확인할 수 있었으며, 이용자 ID 기반 모델에서는 신경망 알고리즘이 가장 좋은 성능을 나타내었다. 제안된 방법론은 향후 이상금융거래 탐지시스템 분석에 활용함으로써 전자금융사고 피해를 줄이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

AI를 이용한 지반정보 품질관리 방안에 관한 연구 (A Study on the Quality Control Method for Geotechnical Information Using AI)

  • 박가현;김종관;이석형;김민기;이경륜;한진태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권11호
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    • pp.87-95
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    • 2022
  • 국토지반정보 포털시스템이 구축된 지반정보는 최근 설계, 시공, 지하안전관리, 재해재난 평가 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그러나 전국적으로 기 구축된 약 30여만공의 지반정보는 누락되거나 잘못된 정보를 다수 포함하고 있어 데이터 활용시 신뢰도를 확보하기가 어렵다. 따라서 분석 데이터의 신뢰도를 확보하기 위해서는 지반정보를 활용하기 전 단계에서 지반정보의 정제(품질관리)가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 딥러닝 기법 중 하나인 인공신경망 기법을 활용하여 지반정보를 자동으로 품질관리 하는 방안에 대하여 제안하였다. 특히, 가장 일반적으로 사용되는 정보인 표준관입시험 결과와 지층정보를 이용하여 지반정보의 이상치를 탐지하였다. 서울시 지반정보 데이터를 이용하여 분석하였으며, 검증데이터에 대한 오분류 비율은 5.4%로 확인되었다. 신경망 모델에서 이상치 분류된 데이터만을 추후에 검사함으로써 효율적으로 이상치를 탐지할 수 있을 것으로 기대된다.

적대적 생성 신경망을 활용한 비지도 학습 기반의 대기 자료 이상 탐지 알고리즘 연구 (A Study on Atmospheric Data Anomaly Detection Algorithm based on Unsupervised Learning Using Adversarial Generative Neural Network)

  • 양호준;이선우;이문형;김종구;최정무;신유미;이석채;권장우;박지훈;정동희;신혜정
    • 융합정보논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.260-269
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    • 2022
  • 본 논문에서는 기존에 전문가에 의해서 이루어지던 국가 대기오염 측정망 데이터들의 이상 탐지 작업을 인공지능을 통해 자동화하고자 심층 신경망을 이용한 이상 탐지 모델을 제안하였다. 환경과학원에서 제공받은 기상자료 데이터의 결측치 및 이상치를 분석하여 학습데이터를 생성하였으며 비지도 학습 방식의 BeatGAN 모델에 기반하여 커널 구조 변경과 합성곱 필터층 및 전치 합성곱 필터층의 추가를 통해 새로운 모델을 제안하여 이상 탐지 성능을 높이고자 하였다. 또한 제안하는 모델의 생성적 특징을 활용하여 새로운 데이터를 생성하고 이를 학습에 사용하는 재학습 알고리즘을 구현 및 적용하여 기존 BeatGAN 모델뿐 아니라 다른 비지도 학습 모델인 Iforest, One Class SVM과 비교하였을 때 제안모델의 성능이 가장 높았음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 실제 산업현장에서 센서의 이상, 점검 등의 여러 요인으로 인해 학습 데이터가 부족한 상황에서 추가적인 비용없이 과적합을 피하며 제안하는 모델의 이상탐지 성능을 올릴 수 있는 방법을 제시할 수 있었다.

비주석 재귀신경망 앙상블 모델을 기반으로 한 조위관측소 해수위의 준실시간 이상값 탐지 (A Non-annotated Recurrent Neural Network Ensemble-based Model for Near-real Time Detection of Erroneous Sea Level Anomaly in Coastal Tide Gauge Observation)

  • 이은주;김영택;김송학;주호정;박재훈
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제26권4호
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    • pp.307-326
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    • 2021
  • 상시 관측되는 조위관측소 해수위 자료는 결측값과 오측값을 포함하고 있으며, 그 중 오측 값은 이상값으로 분류되는 전처리 대상이다. 이러한 오측을 제거하기 위해 대표적으로 3𝜎 (three standard deviations) 규칙이 적용되어왔으나, 기상이변 등에 의한 극값이 존재하거나 3𝜎 범위 안에서도 오측이 존재하는 해수위 자료에는 그 적용이 어렵다. 본 연구에서 설계된 모델은 오측에 대한 사전 정보가 필요하지 않은 비주석 학습으로 구성되며, 재귀신경망과 앙상블 기법을 이용함으로써 실시간으로 수집되는 해수위 자료가 오측일 가능성을 발생한지 20분 이내로 제시한다. 검증이 완료된 모델은 평시 및 기상이변시의 정상값과 오측값을 잘 분리하며, 학습이 이뤄지지 않은 연도의 해수위 자료에서도 이상값 탐지가 가능함을 확인하였다. 본 연구의 관측 이상치 탐지 알고리즘은 조위관측소 해수위에 국한되지 않고 다양한 해양 및 대기자료의 이상치 탐지 인공신경망 모델에 확장 적용할 수 있다.

편향된 의견 문서 검출을 위한 이상치 탐지 기법 (Outlier Detection Techniques for Biased Opinion Discovery)

  • 연종흠;심준호;이상구
    • 한국전자거래학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.315-326
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    • 2013
  • 소셜 미디어에서는 상품평, 영화평 등의 다양한 종류의 의견이 표현되고 있으며, 사용자들이 물품 구매 등에 있어 이러한 의견을 참고로 하여 결정을 내리는 것은 일반적이 되었다. 하지만 의견 정보의 활용도가 높아질수록 이를 부적절하게 왜곡하는 사례 또한 증가하고 있다. 예를 들어, 홍보를 목적으로 과도하게 긍정적인 의견이 포함된 리뷰를 작성하거나, 반대로 일반적인 평가에서 벗어나 과도하게 부정적인 의견을 게시하는 경우 등이다. 편향된 의견은 소셜 미디어의 신뢰성과 연결 되기 때문에 이를 검출하는 것은 점차 중요한 문제로 대두되고 있다. 기존의 오피니언 마이닝 혹은 감성 분석은 문서를 분석하여 그 문서가 가지고 있는 의견의 성향을 판단하는 기법이다. 하지만 기존의 연구는 의견을 단순히 긍정/부정으로만 분류하는 방향으로 연구가 이루어져 왔으며, 특히 사전에 의견 성향에 따라 분류된 충분한 양의 학습 데이터가 필요하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 학습데이터가 없는 경우에, 전체 문서의 의견 성향 분포에서 벗어난 의견 문서를 검출하는 기법을 제안한다. 여기에는 각도기반 이상치 탐지와, 개인화된 페이지랭크 방법을 활용한다. 또한 영화 리뷰 문서를 대상으로 실험을 수행하여 제안한 방법들의 성능을 분석하였다.

Isolation Forest 알고리즘을 활용한 증권 데이터 모니터링 시스템 개발 (Development of a Stock Data Monitoring System Using the Isolation Forest Algorithm)

  • 안우용;김홍집;김정연;서승현
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2024년도 춘계학술발표대회
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    • pp.488-489
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    • 2024
  • 변동성이 심한 증권 데이터의 특성 상 데이터의 다양한 요소에서 장애 상황이 발생한다. 따라서 실시간 대용량 데이터 처리 과정에서 발생할 수 있는 다양한 서비스 장애 요인들을 식별하고, 이를 신속하게 대응하기 위한 효율적인 실시간 모니터링 시스템 구축이 필요하다. 본 연구는 국내 증권사로 송신되는 해외 선물옵션 및 주식 데이터를 이상치 탐지 알고리즘인 Isolation Forest 를 통해 데이터의 이상치를 판단하고 알림 신호를 발생시키는 시스템을 제안한다.

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공격 탐지를 위한 트래픽 수집 및 분석 알고리즘 (Traffic Gathering and Analysis Algorithm for Attack Detection)

  • 유대성;오창석
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.33-43
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    • 2004
  • 본 논문에서는 기존 SNMP를 이용한 트래픽 분석 방법의 문제점을 개선시킨 SNMP 기반의 트래픽 추이 분석 알고리즘을 제안하였다. 기존 방법에서는 임계치를 적용함으로써 분석 시간이 많이 걸리며, 초기 공격 트래픽에 대해 탐지하지 못하는 취약점을 가지고 있었다. 본 논문에서는 임계치를 사용하지 않고 일주 트래픽 추이 분석, 프로토콜별 추이 분석 그리고 특정 MIB에서의 트래픽 발생 유무를 분석함으로써 기존 방법에서의 문제점을 해결할 수 있었다. 트래픽이 발생하게 되면 이 세 가지 분석 방법을 통해 이상 여부를 분석하고, 이상 트래픽이 중첩적으로 발생될 경우 현재 입력된 트래픽을 유해 트래픽으로 분석해 낼 수 있다. 제안한 알고리즘을 통해서 유해 트래픽을 빠르고 정확하게 분석해 낼 수 있으며, 이를 통해 트래픽 폭주 공격에 의한 피해를 줄일 수 있을 것이다.

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