[发明专利]一种基于XGBoost的静态三特征模型的恶意软件分类方法

摘要

本申请涉及一种基于XGBoost的静态三特征模型的恶意软件分类方法。现有的静态特征提取技术主要依靠字节视图（即16进制字节码）、汇编视图（即asm汇编代码）、PE视图（即PE结构化信息）三个方面进行特征的提取，使用其中之一的方法虽耗时短，但准确率可能会很低；全取三种方法虽然可以有效的提高准确率，但相对于耗时的成倍增加，准确率仍显不足。本发明引用机器学习算法XGBoost算法，对以上三种提取后的特征集进行算法集成运算，获得更高的准确率。

主权项

1.一种基于XGBoost的静态三特征模型的恶意软件分类方法，其工作步骤如下：步骤1：获取数据集的S01阶段：首先从VirusShare网站获取原始数据集，选用的“VirusShare_00271”数据集总量为 65 536，本发明针对Windows平台下的 PE 文件，因而需要对原始数据进行筛选，本文借助PE Exeinfo这款软件和命令行file指令，筛选掉非 PE文件，后去掉家族分类不明确的样本，最终获得182个不同家族2798个样本，然后进入S02阶段；步骤2：提取三个特征群的特征向量的S02阶段：分别获取样本的字节视图、汇编视图、PE视图特征，然后进入S03阶段；步骤3：特征群组合的枚举及样本特征矩阵合并的S03阶段：就是将各个特征群对应的样本特征矩阵合并一个特征矩阵，我们将字节视图、汇编视图、PE视图这三个特征群编号为0~2，则每个组合中三个特征群选与不选可表示为特征群选择序列{ I0,...,Ii,...,I2 }， Ii ∈{0,1}，即当 Ii = 1表示选择特征群 i， Ii = 0表示不选择特征群 i；对于每个特征群组合，当其包含不只一个特征群时，我们需要进行不同特征群样本特征矩阵的合并，每次将一个特征群的样本特征矩阵并入总的样本特征矩阵，然后进入S04阶段；步骤4：XGBoost分类模型训练的S04阶段, 每个 XGBoost 分类模型的训练目标是学习多棵回归树，使得我们的目标函数（，其中N为训练集软件样本数，为训练样本i的预测家族类别，0表示预测错误，1表示预测成功，为模型对软件样本i的预测值，为损失函数，Ω ()为每t棵回归树的复杂度）最小；我们采用迭代的方法训练每一棵回归树，每训练一棵回归树，更新当前整个分类模型对软件样本总的预测值，回归树的生成采用逐层分裂的方法，不断地扩展回归树的深度，在完成回归树的生成后，需要进行减枝以减小回归树的复杂度，经过剪枝后，计算各个叶子结点的对落入其中软件样本的当前预测值，然后进入S05阶段；步骤5：生成最终分类结果的S05阶段：将测试集软件样本输入到基于 XGBoost 的多特征群模型融合算法训练的整个分类模型，先将软件样本使用训练阶段相同的方法，得到7种（我们使用的三类特征群来说，除去一个特征群都没有，一共有23‑1=7种不同的组合方式）特征群组合方式对应的样本特征向量，再经过7个 XGBoost 分类模型，得到输出，组成新的特征向量，输入到逻辑回归分类器中，得到软件样本属于恶意软件的概率pi，当pi>0.5时，我们将软件样本判断为当前预测家族种类。