I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 , pp.  3945 ~ 3957   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 14 .i 5 .pp 3945 - 3957          3945     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   T w o - st e p s f e at u r e  se l e c t i on  f or  d e t e c t i on  var i an t   d i st r i b u t e d   d e n i al  of  se r vi c e s   a t t a c k  i n  c l ou d  e n vi r on m e n t       K u r n ia b u d i 1 ,   E k o A r ip  Wi n an t o 1, 2 , S h ar ip u d d in 3   1 D e pa r t m e nt  of  C om put e r  E ngi ne e r i ng , F a c ul t y of  C om put e r s  S c i e nc e ,  U ni ve r s i t a s  D i na m i ka  B a ng s a , J a m bi , I ndone s i a   2 F a c ul t y   of  C om put i ng, U ni ve r s i t i  T e knol ogi  M a l a ys i a , J ohor , M a l a ys i a   3 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i c , F a c ul t y o f  C om put e r s  S c i e nc e ,  U ni ve r s i t a s  D i na m i k a  B a ngs a , J a m bi , I ndone s i a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  A ug 13, 2024   R e vi s e d  J un 17, 2025   A c c e pt e d  J ul  10, 2025       The  prevalence  of  cloud  computing   among  organizations   poses  a  sign ificant  problem  in  ensuring   security.  Specifically,   distributed  denial   of  s ervices  (DDoS)  attacks  targeting  cloud   computing  networks   can  lead   to  fi nancial  losses  for  consumers  of  cloud   computing  services.  This   assault  h as  the  potential  to  render  cloud  services  inaccessible.  The  detection  system  serves  as  a  remedy  to  prevent  more  substantial  losses.  This  research  ai ms  to  enhance  the  efficacy  of   the  system  d etection  model  by   integrat ing  feature   selection  with  three  machine   learning  algorithms:  decision   tree   (DT),  random  forest   (RF),  and  n aïve  Bayes   (NB).  Therefore,  our  study   su ggests  combini ng  two  phases  of  feature  selection   into  the  DDoS   attack  de tection  procedure.  The  first   phase  uses   the  information   gain   (IG)   feature  se lection  technique  approac h,  and  the  second   phase  uses  the   principal  com ponent   a nalysis  (PCA)  feature   extraction  approach.   The  technique   is  referre d  to  as   two - step   feature  selection .  The  test  findings  indicate  that  the  impleme ntation  of  two - step   feature  selection  can  enhance  the  performance   of  the  DT  a nd  RF  detection models by around 9 % .   K e y w o r d s :   A tt a c k de te c ti on   C la s s if ic a ti on   D D oS   F e a tu r e  s e le c ti on   M a c hi ne  l e a r ni ng   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   K ur ni a budi   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  E ngi ne e r in g, F a c ul ty  of  C om put e r s  S c ie nc e ,  U ni ve r s it a s  D in a m ik a  B a ngs a   J e ndr a l  S udi r m a n S tr e e t,  T he hok – J a m bi , I ndone s ia   E m a il :  kbudiz @ ya hoo.c om       1.   I N T R O D U C T I O N   C lo u d  c o m pu ti ng   ha s   r e v ol ut io n iz e d  in f o r m a t io n  te c h no lo gy   a nd   c ha nge d  th e   b us i ne s s   m o de l   f o r   pr ovi di ng   I T   s e r v ic e s .  T h is   te c hn ol ogy   a ll ow s   us e r s   to   a c c e s s   va r io us   I T   r e s ou r c e s ,   s uc h   a s   s e r ve r s ,   s to r a ge ,  a nd   a p pl ic a ti o ns ,   t hr ou gh   a   w e l l - m a na ge d  a nd   s c a la b le   ne t w o r k .  A s   a d op ti on   be c om e s   m o r e   w id e s pr e a d ,  m a n y  o r ga n iz a t io ns   le ve r a ge   c lo ud   i nf r a s tr uc tu r e   f or   th e ir   da ta   m a na ge m e n t  [ 1] .  H ow e ve r ,   be hi nd   t he   v a r io us   a d va n ta ge s   p r o vi de d   b y  c lo u d  c om put in g,  it   b r i ngs   s ig ni f ic a n t  s e c ur it y  c ha l le n ge s .   R e s e a r c h  by  S h a r m a   a nd   S in gh  [ 2 ]   s ho w s   t ha t   d is t r i bu te d   de ni a l  o f   s e r v ic e s   ( D D o S )   a t ta c ks   a r e   s ti ll   a   m a j or   t hr e a t   i n  c lo ud   e n vi r o nm e nt s .  T h e s e   a tt a c ks   a i m   to   m a ke   c lo ud   s e r vi c e s   in a c c e s s i bl e   t o  le g it im a te   us e r s   by  f lo od in g  s e r ve r s   a nd  ne t w o r ks   w i th   f a ke   tr a f f ic   a n d  di s r up ti ng  th e   r e g ul a r   ope r a t io n  o f   w e bs i te s ,   a ppl ic a ti ons ,   a pp li c a ti on   p r o g r a m m i ng   i nt e r f a c e s   ( A P I s ) ,   a nd  ot he r   s e r vi c e s   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T he   i m p a c t   is   s ig n i f ic a nt   o n  s e r v ic e   a va il a bi li ty   i n  c lo ud  e nv i r on m e n ts .   T he r e f o r e ,   m or e   e f f e c t iv e   de te c ti on   m e th ods   a r e   ne e de d  to   c ou nt e r  t h e s e  a tt a c ks .   T he   s ugge s te d   m e th ods   h a ve   not   be e n  te s te d  a ga in s t  m a ny  D D oS   a tt a c k  va r ia nt s ,   de s pi te   th e   f a c t   th a t  a   lo t  of   r e s e a r c h  ha s   be e n  done   to   de te c t  D D oS   a tt a c ks   in   c lo ud  c om put in g.  T he   tr a f f ic   m ovi ng  th r oug h   th e   c lo ud  e nvi r onm e nt   is   ne it he r   uni f or m   nor   pa r ti c ul a r ly   v a r ie d,  m uc h  li ke   th e   in te r ne t .  T o  a c c ur a te ly   id e nt if y  di f f e r e nt   f o r m s   of   D D oS   a tt a c ks ,  e m pl oyi ng  a   m e th od   th a t  c a n  e f f ic ie nt ly   f il te r   a nd  e xt r a c t  r e le va nt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3945 - 3957   3946   in f or m a ti on  ( f e a tu r e s )   is   ne c e s s a r y.  I n  or de r   to   r e duc e   th e   m a ny  ty pe s   of   D D oS   a tt a c ks   in   a   c lo ud  c om put in g   e nvi r onm e nt ,  a n  in tr us io n  de te c ti on  s y s te m   ( I D S )   th a t  is   bot h  de pe nda bl e   a nd  e f f ic ie nt   is   ne c e s s a r y.  T hi s   r e s e a r c h  a im s   to   r e c ogni z e   di f f e r e nt   ty pe s   of   D D oS   a s s a ul t s   in s id e   a   c lo ud  c om put in g  e nvi r onm e nt   by  c r e a ti ng  a   r obus t  m ode l.   P r e vi ous   r e s e a r c h,  in c lu di ng  O m e r   e t  al .  [ 5]   a nd  H e   e t  al .  [ 6] ,  ha ve   e m pl oye d   di ve r s e  a lg or it hm s  s uc h a s   lo gi s ti c  r e gr e s s io n, s uppor t  ve c to r  m a c hi ne ,  de c is io n t r e e  ( D T ) ,  n a ïv e  B a ye s   ( N B ) ,  r a ndom  f or e s t  ( R F ) ,  K M e a ns ,  a nd  G a us s ia n  e xpe c ta ti on - m a xi m iz a ti on   to   id e nt i f y  D D oS   a tt a c ks ,  e nc om pa s s in g  f lo odi ng,  s poof in g,  a nd  br ut e - f or c e   a tt a c ks .  T h e   te s t  f in di ngs   in di c a te d  a   pr e c i s io n  le ve l  of   99.7%   w it h  a   ne gl ig ib le   f a l s e   po s it iv e   r a te   ( F P R )   of   unde r   0.0 7% .  A   di f f e r e nt   r e s e a r c h  [ 7]   us e s   le a s t   s qua r e   s uppor t  ve c to r   m a c hi ne   ( LS - S V M )   to   id e nt i f y  tr a ns m is s io n  c ont r ol   pr ot oc ol   ( T C P )   f lo od   a s s a ul ts   w it h  a   pr e c is io n  r a te   of   97% .  S tu dy  of   C he n  e t  al .  [ 8]   ut il iz e d  e xt r e m e   gr a di e nt   boos ti ng   ( X G B oos t)   to   de te c t  in te r ne t  c ont r ol   m e s s a ge   pr ot oc ol   ( I C M P )   f lo odi ng,  T C P   f lo odi ng,  T C P - s ync hr oni z e   ( S Y N )   f lo odi ng,  us e r   da ta gr a m   pr ot oc ol   ( UDP )   f lo odi ng,  a nd   S m ur f   a tt a c ks ,  a c hi e vi ng  a   pr e c is io n  r a te   o f   98.5% .   I n   th e   s tu dy  o f   W a ni   e t  al .  [ 9] ,  r e s e a r c he r s   pr e s e nt e d  a   c om bi na ti on  of   th e   hi dde n  M a r kov  m ode l  a nd  RF   to   de te c t  D D oS   a tt a c ks .  T hi s   a ppr oa c h  a c hi e ve d  a n   a c c ur a c y  of   97.34%   a n d  a   pr e c is io n  v a lu e   of   95.45% .  A   s tu dy  of   K us hw a h  a nd  A li   [ 10]   in tr oduc e d  a   vot in g  e xt r e m e   le a r ni ng  m a c hi ne   (V - E L M )   to   de te c t  D D oS   a tt a c ks .  T he   e f f e c ti ve ne s s   of   th is   m e th od  w a s   e va lu a te d  us in g  two  da ta s e t s ,  na m e ly   N S L - K D D   a nd  I S C X ,  r e s ul ti ng  i n   a c c ur a c ie s  of  99.18%  a nd 92.11% , r e s pe c ti ve ly .   F ur th e r m or e ,  m a c hi ne   le a r ni ng   te c hni que s   a r e   e xt e ns iv e ly   e m pl oye d  f or   th e   de te c ti on  of   D D o S   a tt a c ks   [ 11] – [ 13] .  N e ve r th e le s s ,   c e r ta in   s tu di e s   a l s o  ut il iz e   f e a tu r e   s e le c ti on  to   e nha nc e   de te c ti on.  A n   il lu s tr a ti ve   s tu dy  of   B a gya la ks hm i  a nd  S a m unde e s w a r i  [ 14]   us in g  f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que s   us in g  le a r ni ng  ve c to r   qua nt iz a ti on  ( L V Q )   a nd  pr in c ip a l  c om pone nt   a na ly s is   ( P C A ) ,  w hi c h  a r e   th e n  us e d  f or   B a ye s ia n   c la s s if ie r ,  s uppor t  v e c to r   c la s s if ie r ,  a nd  tr e e - ba s e d  c la s s if ie r .  T he   te s t  f in di ngs   in di c a te   th a t   th e   L V Q   a nd  D T   a lg or it hm s   a c hi e ve d  a n  a c c ur a c y  of   98.74% ,  w hi le   th e   P C A   a nd  DT   a lg or it hm s   a c hi e ve d  a n  a c c ur a c y  of   98.60% .  R e s e a r c he r s   ha v e   in te gr a te d  f e a tu r e   s e le c ti on  w it h  de e p  le a r ni ng   in   th e ir   w or k.  F or   in s ta nc e ,  a   s tu dy  of   S a iS in dhuT he ja   a nd  S hya m   [ 15]   ha s   s ugge s te d  c om bi ni ng  oppos it io na l  c r ow   s e a r c h  a lg or it hm   ( O C S A )   f e a tu r e   s e le c ti on  w it h   a   r e c ur r e nt   ne ur a l   ne twor k   ( R N N )   to   de t e c t  D D oS   a tt a c k s .  T he   pr opos e d  m e th od  w a s   te s te d  u s in g  th e   C I C I D S 2017  da ta s e t  a nd   a c hi e v e d  a n   a c c ur a c y   of   94.12% .  T he   s tu dy   by  A ga r w a l   e t  al .  [ 16]   pr e s e nt s   th e   us e   of   th e   w ha le   opt im iz a ti on  a lg or it hm   ( W O A )   f or   f e a tu r e   s e le c ti on  in   c om bi na ti on  w it h  a   de e p   ne ur a l  ne twor k   ( D N N ) .  T h e   a lg or it hm   w a s   e v a lu a te d  u s in g  th e   K D D - C U P 97  d a ta s e t  a nd  a c hi e ve d   a n   a c c ur a c y of  95.35% .    T hi s   r e s e a r c h   in ve s ti ga te s   th e   im pa c t  of   us in g  a   hybr id   f e a tu r e   s e le c ti on   m e th od.  W hi le   pr e vi ous   s tu di e s   ha ve   e xpl or e d  th e   r ol e   of   f e a tu r e   s e le c ti on  in   e nha nc in g   th e   pe r f or m a nc e   of   D D oS   de te c ti on  s ys te m s ,  th e y  ha ve   not   e xpl ic it ly   e x a m in e d  it s   e f f e c t s   on  D D oS   de te c ti on  s ys t e m s   w it hi n  c lo ud  c om put in g  e nvi r onm e nt s   th r ough  hybr id   f e a tu r e   s e le c ti on  m e th od s .  T hi s   s tu dy  pr opos e s   a   de te c ti on  m ode l  f or m e d  by  c om bi ni ng  f e a tu r e   s e le c ti on,  f e a tu r e   e xt r a c ti on,   a nd  m a c hi ne   le a r ni ng  te c hni que s .  F e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que s   a r e   u s e d  to   r e duc e   ir r e le va nt   f e a tu r e s .  T hi s   s tu dy  ut il iz e s   in f or m a ti on  ga in   ( I G )   c om bi ne d  w it h   P C A   to   pr oduc e   opt im a l  f e a tu r e s   th a t  c a n  id e nt if y  va r ia ti ons   of  D D oS   a tt a c ks .   T hi s   m e th od   is   c a ll e d   two - s te p   f e a tu r e   s e le c ti on.  T he   m a c hi ne   le a r ni ng  m e th ods   a ppl ie d  in   th is   s tu dy  in c lu de   N B ,  C 4.5,  a nd  R F .  T hi s   w or k  f oc us e s   on  th e   im pr ove m e nt   m e c ha ni s m   by  pr opos in g  a   two - s te p  f e a tu r e   s e le c ti on  to   c ount e r   D D oS   a tt a c k s   on  c lo ud  c om put in g  ne twor k s .  I n  a ddi ti on,  th i s   s tu dy   pr ovi de s   s e v e r a l  c ont r ib ut io ns :   i)   a ddr e s s   th e   c r it ic a l   ne e d  f or   a   r obus t  de te c ti on  s ys te m   m ode l  th a t  c a n  e f f e c ti ve ly   id e nt if y  di f f e r e nt   ty pe s   of   D D o S   a s s a ul ts   on  c lo ud  c om put in g  ne twor ks ;  ii )   ut il iz in g  a   two - s ta g e   f e a tu r e   s e le c ti on  a ppr oa c h,  th i s   pa pe r   w il l  in tr oduc e   a n   opt im iz e d  de te c ti on  m e th od  f or   m it ig a ti ng  D D oS   a tt a c k s   in   s pe c if ic   c lo ud  c om put in g  n e twor ks ;    ii i)   e va lu a ti ng  a nd  a s s e s s in g  th e   in f lu e nc e   of   f e a tu r e   s e le c ti on   a nd  e xt r a c ti on  on  th e   e f f ic a c y  of   th e   D D oS   a tt a c k  de te c ti on  m od e l  ut il iz in g  a   c l a s s if ic a ti on  m e th odol ogy ;  iv )   de ve lo p  a   hybr id   f e a tu r e   s e le c ti on   m e th odol ogy uti li z in g a  t w o - s te p pr oc e s s  t ha t  in c or por a te s  f e a t ur e  s e le c ti on t hr ough I G  a nd  f e a tu r e  e xt r a c ti on   vi a   P C A   to   id e nt if y  th e   m os t  pe r ti ne nt   f e a tu r e s   f or   id e nt if yi ng  di ve r s e   ve r s io ns   of   D D oS   a tt a c ks ;    v)   c om pr e he ns iv e   e va lu a ti on  us in g  th e   C I C I oT 2023  da ta s e t  a n d  m ul ti pl e   c la s s if ie r s   ( D T ,  R F ,  a nd  N B ) ;  a nd  vi )   im pr ove d  de te c ti on pe r f or m a nc e , a c hi e vi ng up to 99%  a c c ur a c y w it h D T  a nd  R F  c la s s if ie r s .   T he   r e m a in de r   of   th is   w o r k  is   s tr uc tu r e d   a s   f ol lo w s .  S e c ti on  2  de s c r ib e s   th e   e xpe r im e nt a l  s e tt in g,   de ta il in g  e a c h  pha s e   of   th e   r e s e a r c h,  th e   m e th odol ogy  e m pl oye d,  th e   da ta   a c qui s it io n,  a nd  th e   e va lu a ti on   m e tr ic .  S e c ti on  3  de s c r ib e s   th e   e xpe r im e nt a l  out c om e s   a nd  r e s e a r c h  f in di ngs .  U lt im a te ly ,  s e c ti on  4  s um m a r iz e s   th e   pr in c ip a l  f in di ngs   of   th is   a r ti c le ,  a s   w e ll   a s   pr os pe c ti ve   di r e c ti ons   a nd  oppor tu ni ti e s   f or     f ut ur e  r e s e a r c h.       2.   M E T H O D   T hi s   s tu dy  e m pl oys   a   two - s ta ge   f e a tu r e   s e l e c ti on  m e th o dol ogy  to   id e nt if y  D D oS   a s s a ul ts .     T he   m e th ods   u s e d  f or   de te c ti on  a r e   D T ,  R F s ,  a nd  N B .  T hi s   s e c ti on  out li ne s   th e   s e que nt ia l  pr oc e dur e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       T w o - s te ps  f e at ur e   s e le c ti on f or  de te c ti on v a r ia nt  di s tr ib ut e d de ni al  of  s e r v ic e s  at ta c k   …  ( K ur ni abudi)   3947   r e qui r e d  to   c a r r y  out   th is   s tu dy  s u c c e s s f ul ly .  T he   c om po ne nt s   e nc om pa s s e d   in   th is   a r e   th e   da ta s e t,   e xpe r im e nt a l  s e tt in g,  f e a tu r e   s e l e c ti on  a ppr oa c h,  two - s ta g e   f e a tu r e   s e le c ti on,  c la s s if ic a ti on  a lg or it hm ,  a nd  e xpe r im e nt a l  in s tr um e nt s .     2 .1.    E xp e r im e n t   s e t u p   T hi s   pr oj e c t   a i m s   to   ta c kl e   s e c ur it y  c onc e r ns   in   c l oud   c o m pu ti ng ,  p a r ti c ul a r ly   D D oS   a t ta c ks .   D D o S   a t ta c ks   e xh ib it   s e ve r a l  va r ia ti ons ;   how e ve r ,   f e w   s tu di e s   h a ve   a dd r e s s e d  th is   t opi c .  T h is   pa pe r   pr opos e s   a   two - s te p   te c h ni que   to   e n ha n c e   th e   a c c u r a c y   o f   t h e   I D S   in   id e nt i f yi ng   di v e r s e   f o r m s   o f   D D o S   a tt a c ks .   T h is   s tu dy   t ho r o ugh ly   a na l yz e s   s e ve r a l  pr oc e du r e s ,   i nc lu di ng   f e a t u r e   s e le c ti on   f r om   D D o S   a tt a c k   da ta s e ts ,   f e a tu r e   e x t r a c t io n   t o  de r i ve   pe r t in e nt   f e a tu r e s ,  da ta s e t   a l lo c a ti on   f o r   t r a in in g  a nd   te s t in g,   a nd   t he   de ve lo p m e n t  of   a n  I D S   u ti li z i ng  R F ,  D T ,  a nd  N B   te c hn iq ue s .  T he   e x pe r im e nt a l  s e tu p,  th e   c e n t r a l   c om p one nt   of   th is   r e s e a r c h,   is   s e pa r a te d   in t o   f ou r   pa r ts ,   e a c h  of   w hi c h   w il l   be   f u r t he r   di s c us s e d   in   th e   f o ll ow i ng  s e c t io ns .   i)   F il te r in g D D oS  a tt a c k f r om  C I C I oT 23 da ta s e t,  w he r e  s e v e r a l  D D oS  a tt a c ks  a nd r e gul a r  t r a f f ic  e xi s t.   ii)   N e xt ,  th e   D D oS   da ta s e t  i s   s ubj e c te d   to   f e a tu r e   s e le c ti on   f or   th e   de te c ti on   pr oc e s s   u s in g  I G ,  P C A ,  a nd   two - s te p f e a tu r e  s e le c ti on ( hybr id  I G - P C A ) .   iii)   T hi r d ,  c om pa r is on  a nd  a na ly s is   of   te s ti ng  a c c ur a c y  us in g  R F ,   D T ,  a nd  N B   m e th ods   f or   e a c h  f e a tu r e   s e le c ti on me th od.   iv )   F in a ly , va li da ti on r e s ul t  of   m ode l’ s   da ta  s pl it , 5 - c r os s  va li da ti o n a nd 10 - c r os s  va li da ti on.   T he  e xpe r im e nt a l  s t a ge s  i n t hi s   s tu dy a r e  s how n i n F ig ur e  1.           F ig ur e  1. R e s e a r c h  e x pe r im e nt       2 . 2 .    D D oS   d at as e t   T hi s  s tu dy  ut il iz e d  th e  C I C I oT 2023  d a ta s e t   de ve lo pe d  by   th e   U ni ve r s it y  of   N e w   B r uns w ic k,  C a na da   [ 17] .  T hi s   c ol le c ti on  c ont a in s   tr a f f ic   a s s oc ia te d  w it h  s e c ur it y  d a ta   f r om   in te r ne t  of   th in gs   de vi c e s   a nd  c lo ud  c om put in g.  T he   da ta   in   th is   da t a s e t   in c lu de s   va r io us   va r ia bl e s   f r om   T C P /I P   c on s is ti ng  of   47  f e a tu r e s .  I n   a ddi ti on,  th is   da ta s e t  c a n  a ls o  c ov e r   s e ve r a l  a tt a c k  s c e na r io s ,  but   th is   s tu dy  onl y  f oc us e s   on  D D oS   a tt a c ks .   T hi s   s tu dy  di d  not   ut il iz e   a ll   th e   a va il a bl e   d a ta s e t s   ow in g   t o  r e s our c e   c ons tr a in ts .   T a bl e   1  pr e s e nt s   th e   qua nt it y a nd c la s s if ic a ti on of  D D oS  a tt a c k s  e m pl oye d i n t hi s   s tu dy.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3945 - 3957   3948   T a bl e  1.  N um be r  of  D D oS  a tt a c ks   T ype s  of  a t t a c k   A m ount s   D D oS - I C M P _F l ood   74579   D D oS - U D P _F l ood   55800   D D oS - T C P _F l ood   46377   D D oS - P S H A C K _F l ood   42288   D D oS - S Y N _F l ood   42136   D D oS - R S T F I N F l ood   41586   D D oS - S ynonym ous I P _F l ood   37354   B e ni gnT r a f f i c   11423   D D oS - I C M P _F r a gm e nt a t i on   4589   D D oS - A C K _F r a gm e nt a t i on   2992   D D oS - U D P _F r a gm e nt a t i on   2956   D D oS - H T T P _ F l ood   331   D D oS - S l ow L or i s   243       2 . 3 .    I n f or m at io n  gai n   T he   c om m onl y  u s e d  s tr a te gy  f or   s e le c ti ng  da ta s e t  f e a tu r e s   is   IG ,  w hi c h  a c ts   a s   a   f il te r .  T hi s   m e th od   s e e ks   to   m it ig a te   in te r f e r e nc e   r e s ul ti ng  f r om   e xt r a ne ous   f e a tu r e s   by  e m pl oyi ng  a   s tr a ig ht f or w a r d  a tt r ib ut e   r a nki ng  te c hni que ,  f ol lo w e d  by  id e nt if yi ng  f e a tu r e s   th a t  pos s e s s   th e   hi ghe s t  in f or m a ti on  c ont e nt   in s id e   a   s pe c if ic   c la s s .  F e a tu r e   e nt r opy  e va lu a ti on  is   e m pl oye d  to   di s c e r n  e xc e pt io na l  c ha r a c te r is ti c s   [ 18] .   T he   IG   a lg or it hm   w a s   c hos e n  a s   a   f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que   be c a us e   IG   is   e f f e c ti ve   in   r e duc in g  f e a tu r e   di m e ns io ns   by  s e le c ti ng  th e   m os t  r e le va nt   a nd  in f or m a ti ve   a tt r ib ut e s ,  th e r e by  s ig ni f ic a nt ly   in c r e a s in g  th e   a c c ur a c y  of   th e   c la s s if ic a ti on  m ode l .  I n  a ddi ti on,  IG   is   e a s y  to   c a lc ul a te   a nd  is   of te n  us e d  in   va r io us   da ta   pr oc e s s in g   a ppl ic a ti ons , he lp in g t o e li m in a te  i r r e le va nt  f e a tu r e s  t ha t  c a n i nt e r f e r e  w it h t he  pe r f o r m a nc e  of  t he  m ode   [ 19 ] .   IG   de te r m in e s   f e a tu r e   r a nki ng,  w hi c h  c ons id e r s   w e ig ht   va lu e s   a nd  m in im um   w e ig ht s .  I n  th is   s tu dy,  th e   or ig in a l  s e t  of   47  f e a tu r e s   w a s   r e duc e d  to   a   f in a l   s e t  of   10   by  f il te r in g.  M or e ove r ,   th e   c hos e n  c ha r a c te r is ti c s   w il l  be   ut il iz e d  to   de te c t   D D oS   a tt a c ks   in   c lo ud   c om put in g.  T he   I G   c a lc ul a ti on  c a n   be   e xpr e s s e d  m a th e m a ti c a ll y us in g  ( 1 ) .      (  , ) = ( ) − (   |    )   ( 1)     W he r e   H ( Y )  i s  t he  e nt r opy of  t he  t a r ge t  Y , a nd H ( Y   ∣   X i )  i s   th e   c ondi ti ona l  e nt r opy of  Y  gi ve n X i .     2 . 4 .    P r in c ip al   c om p on e n t  an al ys is   I n  th e   f ie ld   of   m a c hi ne   le a r ni ng,  P C A   is   a   di m e n s io na li ty   r e d uc ti on  te c hni que   th a t  is   e m pl oye d  to   s im pl if y  a   da ta s e t   w hi le   ke e pi ng   c r it ic a l  in f or m a ti on.  P C A   f unc ti ons   by  di s c e r ni ng  pa tt e r ns   w it hi n  th e   da ta   a nd  c a te gor iz in g  a s s o c ia te d  va r ia bl e s   in to   unc or r e la te d  p r in c ip a l   c om pone nt s   [ 20] ,  [ 21] .  T hi s   m e th od  c a n  be   ut il iz e d  f or   f e a tu r e   e xt r a c ti on  ( ge ne r a ti ng  ne w   f e a tu r e s )   or   f e a t ur e   s e le c ti on  ( c hoos in g a   s ub s e t  of   th e   or ig in a l  f e a tu r e s ) ,  c ont in ge nt   upon  th e   a na ly ti c a l  r e qui r e m e nt s   [ 22] .  T hi s   s tu dy  w il l  r e duc e   th e   di m e ns io na li ty   w it h   P C A   f r om   47  to   10   f e a tu r e s .  M a c hi ne   le a r ni ng  w il l  th e n  us e   th e s e   f e a tu r e s   in   th e   c la s s if ic a ti on  tr a in in g  pr oc e s s .  P C A   ha s   f iv e   s ta ge s   of   da ta   s ta nda r di z a ti on:   c ova r ia nc e   m e tr ic s ,  e ig e nve c to r s   a nd  e ig e nva lu e s ,   pr in c ip a l  c om pone nt s ,  a nd  da ta   tr a ns f or m a ti on.  M a th e m a ti c a ll y,  da ta   s ta nda r di z a ti on  is   in   ( 2 ) ,  a nd  da ta   tr a ns f or m a ti on i s  i n  ( 3 ) .     = −   ( 2)      =    ( 3)     W he r e  Z  i s  t he  da ta  a nd V s e le c te d i s  t he  m a tr ix  of  s e le c te d  e ig e nve c to r s .     2 . 5 .    T w o - s t e p  f e at u r e   s e le c t io n   ( H yb r id  I G - P C A )   T hi s   s tu dy  pr im a r il y  a im s   to   pr e s e nt   a   two - s te p  m e th o dol ogy  f or   f e a tu r e   s e le c ti on.  T hi s   m e th odol ogy  is   r e f e r r e d  to   a s   two - s te p  f e a tu r e   s e le c ti on,  e m pl oyi ng  bot h  hybr id   f e a tu r e   s e le c ti on  a lo ng  w it h  f e a tu r e   e xt r a c ti on  te c hni que s .   T hi s   a ppr oa c h  a im s   to   opt im iz e   th e   de te c ti on  s ys te m   on  th e   c lo ud  c om put in g  ne twor k  in   th e   f e a tu r e   s e l e c ti on  pr oc e s s .   T he   f ir s t  s te p   is   to   s e l e c t  f e a tu r e s   us in g   I G   a nd  di vi de   th e m   in to   te n  f e a tu r e s .  T he n,  th e   r e s ul ts   of   I G   s e r ve   a s   in put   f or   th e   P C A   m e th od  in to   e ig ht   f e a tu r e s .  T he   c om bi na ti on  of   th e  t w o m e th ods  c a n be  f or m ul a te d a s  f ol lo w s :   i)   F e a tu r e   s e le c ti on:  s e l e c t  a  s ub s e t  of  X I G  f e a tu r e s  ba s e d on the  I G  va lu e  I G   ( X i,   Y )   a s  s how n i n ( 4) .     = {    |    (  , ) > ℎ  ℎ }   ( 4)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       T w o - s te ps  f e at ur e   s e le c ti on f or  de te c ti on v a r ia nt  di s tr ib ut e d de ni al  of  s e r v ic e s  at ta c k   …  ( K ur ni abudi)   3949   ii)   D im e ns io na li ty   r e duc ti on:   a ppl y  P C A   to   th e   s e le c te d   f e a tu r e s   to   obt a in   da ta   w it h  lo w e r   di m e n s io ns   X P C A   a s  s ho w n i n ( 5) .     = ( )   (5 )     T hi s  pr oc e s s  pr oduc e s  f in a l  X P C A  da ta  w it h r e le va nt  f e a tu r e s   a nd l ow e r  di m e ns io na li ty  t ha n I G .     2 . 6 .    C la s s if i c at io n   a lg or it h m   T he   s ugg e s te d  d e te c ti on  s y s te m   f or   id e nt if yi ng  D D oS   a s s a ul ts   on  c lo ud  c om put in g  e m pl oys   a   c la s s if ic a ti on  a lg or it hm .  T hr e e   c la s s if ic a ti on  te c hni que s   w il l  be   e m pl oye d:   RF ,  DT ,  a nd  NB .  T hi s   pr opos e d  a ppr oa c h  a im s   to   f in d  th e   be s t  m e th od  to   d e te c t  D D oS   a tt a c ks   on  c lo ud  c om put in g  n e twor ks .  I n  a ddi ti on,  it   s e e ks   a n  opt im iz a ti on  m e th od  f or   th e   de te c ti on  s ys te m   w it h  a   f e a tu r e   s e le c ti on  pr oc e s s .  T hi s   s tu dy  pr opos e s   th r e e   f e a tu r e   s e le c ti on  s c he m e s :  I G ,  P C A ,  a nd  two - s te p  f e a tu r e   s e le c ti on.  T he   f ol lo w in g  a r e   de ta il s   a bout   th e   de te c ti on me th ods  us e d i n t hi s  s tu dy.   i)   D T   is   a   s upe r vi s e d  m a c hi ne   le a r ni ng  a lg or it hm   th a t  e m pl o ys   a   tr e e   s tr uc tu r e   f or   c la s s if ic a ti on  or   r e gr e s s io n.  I t  be gi n s   a t   th e   r oot   node ,   w hi c h   s ig ni f ie s   th e   pr im a r y  f e a tu r e s ,  a nd   r e c ur s iv e ly   p a r ti ti ons   th e   da ta   a t  de c i s io n  node s   ( in te r na l  node s )   a c c or di ng  to   s pe c if ic   c r it e r ia   unt il   it   a r r iv e s   a t  th e   le a f   nod e s ,  w hi c h  yi e ld   th e   pr e di c te d  out c om e s .  T hi s   te c hni que   id e nt if ie s   th e   m os t  e f f e c ti ve   f e a tu r e   pa r ti ti on  to   pr ovi de   a   hom oge ne ous   d a ta   s ub s e t,   he n c e   pr om ot in g  tr a ns pa r e nt   a nd  c om pr e he ns ib le   de c is io n - m a ki ng  [ 23] , [ 24] .  I ts  a dva nt a ge s  a r e  e a s e  of  i nt e r pr e ta ti on a nd vis ua li z a ti on of  r e s ul ts .   ii)   R F   is   a n  e ns e m bl e   m a c hi ne   le a r ni ng  a lg or it hm   th a t  ge ne r a te s   a   f in a l  pr e di c ti on  ba s e d   on  a ve r a g e   ( f or   r e gr e s s io n)  or  m a jo r it y voti ng ( f or  c la s s if ic a ti on)  a f te r  a ggr e ga ti ng pr e di c ti ons  f r om  nume r ous  r a ndoml y   bui lt   DT s   us in g  boot s tr a p  s a m pl in g  te c hni que s   a nd  r a ndom  f e a tu r e   s e le c ti on  a t  e a c h  node   [ 25] .  R F   e nha nc e s   a c c ur a c y,  m it ig a te s   ove r f it ti ng,  a nd  yi e ld s   a   m or e   s ta bl e   a nd  d e pe nda bl e   m od e l  by  a m a lg a m a ti ng nume r ous  unc or r e la te d t r e e s , i n c ont r a s t  to  a  s ol i ta r y  DT   [ 26] .   iii)   N B   is   a   pr oba bi li s ti c - ba s e d  s up e r vi s e d  le a r ni ng  a lg or it hm   th a t  us e s   B a y e s '   th e or e m ,  a s s um in g  th a t  f e a tu r e s   a r e   in de pe nde nt   ( in de pe nde nc e   a s s um pt io n)   [ 27] .  T hi s   a lg or it hm   c a lc ul a te s   th e   pos te r io r   pr oba bi li ty   of   e a c h  c la s s   by  a na ly z in g  th e   di s tr ib ut io n  of   in put   da ta .  I t  s ubs e que nt ly   id e nt if ie s   th e   c la s s   w it h  th e   gr e a te s t  pr oba bi li ty   a s   th e   de f in it iv e   out c om e   [ 28] .  N B   is   known   f or   it s   s im pl ic it y,   c om put a ti ona l  e f f ic ie nc y, a nd good pe r f or m a nc e  on l a r ge  da ta s e ts  a nd t e xt  c la s s if ic a ti on .     2 . 6 .    E xp e r im e n t   t e s t in g   T he   te s ti ng  in   th is   s tu dy  is   c onduc te d  a c r os s   th r e e   s c e na r io s .  F ir s t,   te s ti ng  is   pe r f or m e d   us in g  a   s pl it   da ta s e t  to   bui ld   th e   m ode l.   S e c ond,  te s ti ng  is   c onduc te d  w it h  5 - f ol d  c r os s - va li da ti on .  F in a ll y,   te s ti ng  w it h     10 - f ol d c r os s - va li da ti on i s  us e d t o c ons tr uc t  th e  de t e c ti on s ys t e m  m ode l.     2 . 7 .    A n al ys is  t ool s   T hi s   r e s e a r c h  w a s   c onduc te d  w it hi n  a   c lo ud  c om put in g  e nvi r onm e nt ,  m a ki ng  us e   of   pl a tf or m s   s uc h   a s   K a ggl e   to   obt a in   a nd  m a na ge   da t a s e t s ,  pe r f or m   f e a tu r e   s e le c ti on,  a nd  r un  th e   ove r a ll   de te c ti on  s ys te m   in   a   s c a la bl e   m a nne r .  I n  a ddi ti on  to   c lo ud  r e s our c e s ,  va r io us   c o m put a ti ona l  to ol s   w e r e   in te gr a te d   to   e n s ur e   e f f ic ie nc y  a nd  r e pr oduc ib il it y  th r oughout   th e   e xpe r im e nt s .  T he   s c ik it - le a r n  li br a r y  pl a ye d  a   c e nt r a l  r ol e ,   s e r vi ng  a s   th e   pr im a r y  f r a m e w or k  f or   im pl e m e nt in g  bot h  f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni qu e s   a nd  d e te c ti on  a lg or it hm s   dur in g  th e   c om put a ti on  pr oc e s s .  B y   c om bi ni ng  c lo ud - ba s e d  r e s our c e s   a nd  m a c hi ne   le a r ni ng  li br a r ie s ,  th e   s tu dy  w a s   a bl e   to   s tr e a m li ne   d a ta   pr oc e s s in g,  e nh a nc e   de te c ti on  a c c ur a c y,  a nd   s uppor t  f le xi bl e   e xpe r im e nt a ti on i n di f f e r e nt  s c e na r io s .     2 . 8 .    E val u at io n   T he   pe r f or m a nc e   of   th e   de te c ti on  s ys te m   w a s   a s s e s s e d  in   th is   s tu dy  ut il iz in g  a   num be r   of   c r it e r ia ,  in c lu di ng  a c c ur a c y,  pr e c is io n,  tr ue   po s it iv e   r a te s   ( T P R ) ,  F P R ,  a nd  r e c e iv e r   ope r a ti ng  c ha r a c t e r is ti c   ( R O C ) s   T he  e qua ti on i s  u s e d t o f or m ul a te   th is  m e a s ur e m e nt   a r e  s how n i n  ( 6)   to   ( 9) .      =    +   +  +  +    ( 6)      =     +    ( 7)      =     +    ( 8)     =     +    ( 9)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3945 - 3957   3950   3.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   T he   r e s e a r c h  f in di ngs   a nd  a   c om pr e he ns iv e   di s c u s s io n  a r e   pr e s e nt e d  in   th is   s e c ti on.  T he   r e s ul ts   a r e   il lu s tr a te d  w it h  f ig ur e s   a nd  ta bl e s .  T he   di s c us s io n  is   di v id e d  in to   s e ve r a l  s ub - s e c ti on s   to   f a c il it a te   c om pr e he ns io n, i nc lu di ng t he  r e s ul ts  of  t he  I G , P C A , a nd t w o - s te p  f e a tu r e  s e le c ti on .     3.1.    R e s u lt  of   in f or m at io n  gai n   T he   I G   m e th od  is   e m pl oye d  in   th is   s e c ti on  to   id e nt if y  a nd  f il te r   r e le va nt   a tt r ib ut e s   f or   th e   de te c ti on   pr oc e s s .  T he   r e s ul t s   of   f e a tu r e   s e le c ti on  a r e   out li ne d  in   th is   s e c ti on.  T a bl e   2  pr e s e nt s   th e   out c om e s   of   f e a tu r e   s e le c ti on  a na ly s e s   c onduc te d  us in g  th e   I G   a ppr oa c h.   T he   c o m put a ti on  pr oduc e s   th e   w e ig ht   va lu e   f or   e a c h   f e a tu r e .  A   r a nki ng  is   c onduc te d  f or   e a c h  f e a tu r e   w e ig ht   to   d e te r m in e   th os e   w it h  th e   hi ghe s t  s ig ni f ic a nc e ,  w hi c h  w il l  s ubs e que nt ly   be   e m pl oye d  a s   de te c ti on  f e a tu r e s .  T hi s   s tu dy  id e nt if ie d  th e   to p  10   f e a tu r e s   a c c or di ng t o t he ir  w e ig ht  va lu e s , w hi c h w oul d be   e m pl oye d i n t he  de te c ti on pr oc e s s .       T a bl e   2 .  T he   p er f or m a nc e  of   IG   N o   N um be r  of   f e a t ur e s   N a m e  of   f e a t ur e s   W e i ght   N o   N um be r  of   f e a t ur e s   N a m e  of   f e a t ur e s   W e i ght   1   39   I A T   2.110198   24   9   r s t _f l a g_num be r   0.348559   2   1   H e a de r _L e ngt h   1.210035   25   10   ps h_f l a g_num be r   0.345456   3   38   T ot  s i z e   1.129592   26   37   S t d   0.325441   4   41   M a gni t ue   1.118270   27   42   R a di us   0.322530   5   34   M i n   1.116962   28   43   C ova r i a nc e   0.317749   6   36   AVG   1.110629   29   44   V a r i a nc e   0.268860   7   33   T ot  s um   1.101664   30   3   D ur a t i on   0.169837   8   35   M a x   1.061710   31   40   N um be r   0.150890   9   2   P r ot oc ol  T ype   1.026949   32   45   W e i ght   0.148681   10   15   s yn_c ount   0.658792   33   20   H T T P S   0.066578   11   26   T C P   0.658677   34   19   H T T P   0.032225   12   4   R a t e   0.577531   35   31   I P v   0.015481   13   5   S r a t e   0.577285   36   32   LLC   0.012103   14   0   f l ow _dur a t i on   0.572258   37   24   SSH   0.002293   15   18   r s t _c ount   0.547138   38   13   c w r _f l a g_num be r   0.001538   16   30   I C M P   0.533837   39   29   A R P   0.000983   17   8   s yn_f l a g_num be r   0.524269   40   6   D r a t e   0.000846   18   17   ur g_c ount   0.501401   41   22   T e l ne t   0.000243   19   27   UDP   0.424965   42   28   D H C P   0.000155   20   16   f i n_c ount   0.393286   43   12   e c e _f l a g_num be r   0.000000   21   14   a c k_c ount   0.386183   44   23   S M T P   0.000000   22   11   a c k_f l a g_num be r   0.379289   45   21   DNS   0.000000   23   7   f i n_f l a g_num be r   0.358502   46   25   I R C   0.000000       3.2.    R e s u lt  of   p r in c ip al  c om p on e n t  an al ys is   P C A   is   a   f e a tu r e   r e duc ti on  te c hni que   th a t  tr a ns f or m s   e xi s ti ng  f e a tu r e s   in to   ne w   f e a tu r e   r e pr e s e nt a ti ons . T a bl e  3 i s  a n i ns ta nc e  of  us e  P C A  t o de c r e a s e  t he  t ot a l  a m ount  of  f e a tu r e s  f r om  47 t o  10. T he   ne w   f e a tu r e   tr a ns f or m s   th e   P C A   f in di ngs   in to   a   r a nki ng  di s ti n c t  f r om   th e   o r ig in a l  da ta   va lu e s .  T he   va lu e   is   ty pi c a ll y nor m a li z e d t o a  r a nge  of   - 1 t o 1.       T a bl e   3 .  T he   p er f or m a nc e  of   P C A   V a l ue  P C A   R ow 1   R ow 2   R ow 3   R ow 4   R ow 5   P C A 0   8675.561   - 152738   - 91943.8   120524.6   76580.89   P C A 1   214703.8   - 45951.4   - 46090.3   - 46399.4   - 46347.1   P C A 2   185975.4   15616.08   15599.35   15322.46   15397.55   P C A 3   - 12003.9   - 11986.8   - 12196.8   - 12200.9   - 12117.9   P A C 4   - 8565.2   251.7574   384.5478   264.1639   262.6733   P C A 5   78.792   10.08704   3.635533   12.25255   12.24731   P C A 6   141.9468   - 1.47545   - 5.98376   0.179532   - 0.14366   P C A 7   25.50638   0.135234   1.243965   0.297605   1.526457   P C A 8   64.84385   4.058592   - 4.96672   4.492461   4.835289   P C A 9   86.19377   - 3.56293   1.823169   - 2.8915   - 2.83645       3. 3 .    R e s u lt  of   t w o - s t e p   f e at u r e   s e le c t io n   T hi s   s e c ti on  di s c u s s e s   th e   r e s ul ts   of   th e   pr opos e d  f e a tu r e   s e le c ti on  m e th od.  T he y  a r e   na m e d    tw o - s te p   f e a tu r e   s e le c ti on .  T h e   pr oc e s s   is   to   do  two  f e a tu r e   s e le c ti on  pr oc e s s e s .  F ir s t,   th e   f e a tu r e   i s   done   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       T w o - s te ps  f e at ur e   s e le c ti on f or  de te c ti on v a r ia nt  di s tr ib ut e d de ni al  of  s e r v ic e s  at ta c k   …  ( K ur ni abudi)   3951   us in g  I G .  T he n,  th e   f e a tu r e   s e le c ti on  r e s ul ts   w it h  I G   a r e   us e d  a s   in put   f or   th e   P C A   m e th od.  T he   pr oc e s s   f lo w   of  t he  47 f e a tu r e s  i s  s e le c te d i nt o t e n f e a tu r e s , t he n e xt r a c te d us in g P C A  i nt o e ig ht  f e a tu r e s , a s  i n T a bl e  4.       T a bl e   4 .  T he   p er f or m a nc e  of   to w - s te p  f e a tu r e  s e le c ti on   V a l ue  P C A   R ow 1   R ow 2   R ow 3   R ow 4   R ow 5   P C A 0   8131.762   - 152680   - 91885.5   120583.3   76639.5   P C A 1   - 38307.9   - 38261.8   - 38324.9   - 38262   - 38295.8   P C A 2   9447.373   - 306.421   - 439.521   - 320.543   - 318.748   P C A 3   - 419.262   - 2.66787   7.760183   - 4.66937   - 4.73017   P C A 4   - 148.211   3.106256   7.680614   1.901873   2.096895   P C A 5   91.9793   1.496252   - 3.67944   2.103574   2.043199   P C A 6   - 9.01527   - 1.68345   3.461927   - 1.30394   - 1.33527   P C A 7   5.819091   0.77438   5.699311   0.73147   0.714889       3. 4 .    R e s u lt  of  at t ac k  d e t e c t io n   T he   ne xt   s ta ge   is   to   c onduc t  th e   de te c ti on  pr oc e s s   to   obt a in   a   r e li a bl e   de te c ti on  s ys te m   m ode l  f or   de te c ti ng  D D oS   a tt a c k s   in   c lo ud  c om put in g.  T he   m ode l  te s ti n g  us e d  in   th i s   s tu dy   is   D T ,  R F ,  a nd  N B .   E a c h  m ode l  is   pr e s e nt e d  w it h  th r e e   f e a tu r e   s e le c ti on  m e th od s ,  na m e ly   I G ,  P C A ,  a nd  two - s te p  f e a tu r e   s e le c ti on .  T he n,  th e   e va lu a ti on  pa r a m e te r s   us e d  a r e   a c c ur a c y,  pr e c is io n,  T P R ,  F P R   a nd  R O C .  A ddi ti ona ll y,  m ode l   va li da ti on w a s  c onduc te d u s in g da ta   s pl it ti ng, 5 - f ol d c r os s - va li da ti on, a nd 10 - f ol d c r os s - va li da ti on.   F i gu r e   2  is   one   o f   th e   r e s u lt s   o f   te s ti n g  th e   R F   m o de l   us in g   t w o - s te p   f e a tu r e   s e le c ti on   (IG - P C A ) .   W he r e   th is   is   th e   va lu e   of   t he   c on f us io n  m a tr ix   o r   th e   nu m b e r   o f   s uc c e s s e s   o f   e a c h   t ype   o f   D D oS   a t ta c k   s uc c e s s f ul ly   de te c te d ,  th e r e   a r e   s t i ll   s om e   d e te c ti on   e r r or s ,  b ut   th e y  c a n   be   to le r a te d.   U ns uc c e s s f ul   te s ti ng   w a s   ob ta in e d  us in g  t he   N B   m e th od ,  w he r e   m a ny   de te c ti o n  e r r or s   oc c ur r e d.  F ig u r e   3  is   a n  e x a m p le     of   o ne   o f   th e   te s ts   w it h  th e   N B   m e t ho d.   T he   r e s ul ts   s ho w   de te c t io n  e r r o r s   t ha t   a r e   a l m os t   a l l  de t e c te d   a s   D D oD - T C P _ F l ood  a t ta c ks .           F ig ur e   2 .  R e s ul t  of   RF   c onf us io n m a tr ix   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3945 - 3957   3952       F ig ur e   3 .  R e s ul t  of   NB   c onf us io n m a tr ix       T he   n e xt   s t e p  is   to   c a lc ul a te   th e   pe r f or m a nc e   of   e a c h  te s t  m ode l  us in g  v a r io us   f e a tu r e   s e le c ti on  m e th ods .  T a bl e   5  s how s   th e   r e s ul ts   of   D D oS   a tt a c k  de te c ti on   on  c lo ud  c om put in g  ne twor ks   us in g  th e   R F   a lg or it hm   a nd  th e   two - s te p  f e a tu r e   s e le c ti on  m e th od.  T he   m e tr ic s   us e d  f or   e va lu a ti on  in c lu de   a c c ur a c y,  pr e c is io n,  T P R ,  F P R ,   a nd  R O C .  T he s e   r e s ul ts   s how   ve r y  g ood  pe r f or m a nc e   f or   va r io us   ty pe s   of   D D oS   a tt a c ks , w it h a  s uc c e s s  r a te  of  99 % .  H ow e ve r , f or  t he  D D oS - S l ow L or is  a tt a c k, t he  r e s ul ts  a r e  l e s s  s a ti s f a c to r y  w it h a n a c c ur a c y of  a r ound 85 % .       T a bl e   5 .  R e s ul t  of   d e te c ti on D D oS  a tt a c k u s in g I G - P C A  ( two - s t e p  f e a tu r e  s e le c ti on )   T ype s  of   a t t a c k   RF - IG - P C A   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   T P R   FPR   R O C   B e ni gnT r a f f i c   0.994   1.000   0.999   1.000   0   1.000   D D oS - A C K _F r a gm e nt a t i on   0.990   0.996   1.000   0.982   0   0.991   D D oS - H T T P _ F l ood   0.878   1.000   1.000   0.95   0   0.975   D D oS - I C M P _F l ood   0.999   1.000   1.000   1.000   0   1.000   D D oS - I C M P _F r a gm e nt a t i on   0.989   0.997   0.997   0.996   0   0.998   D D oS - P S H A C K _F l ood   0.997   0.999   0.999   0.998   0   0.999   D D oS - R S T F I N F l ood   0.998   0.999   0.999   0.999   0   0.999   D D oS - S Y N _F l ood   0.998   0.999   0.999   0.999   0   1.000   D D oS - S l ow L or i s   0.855   1.000   1.000   0.94   0   0.97   D D oS - S ynonym ous I P _F l ood   0.997   1.000   0.999   0.999   0   0.999   D D oS - T C P _F l ood   0.999   0.999   0.999   1.000   0   1.000   D D oS - U D P _F l ood   0.999   0.999   1.000   1.000   0   1.000   D D oS - U D P _F r a gm e nt a t i on   0.983   1.000   1.000   0.993   0   0.997       T he n,  th e   a ve r a ge   r e s ul ts   of   e a c h  m ode l  te s t  a nd  f e a tu r e   s e le c ti on  th a t  ha s   be e n  done   a r e   c a lc ul a te d   in   T a bl e   6.  T hi s   ta bl e   c om pa r e s   e a c h  m ode l  w it h  e a c h  f e a t ur e   s e le c ti on  m e th od.  T he   be s t  r e s ul ts   w e r e   obt a in e d  f r om   th e   R F   m e th od  f or   a ll   f e a tu r e   s e le c ti on  m e th od s   in   s pl it   da ta .   T he   two  be s t  r e s ul ts   w e r e   a ls o   obt a in e d f r om  t he  D T  m e th od w it h a ll  f e a tu r e  s e le c ti on me th od s . H ow e ve r , t he  oppos it e  r e s ul t  oc c ur r e d i n t he   N B   m e th od,  w hi c h  f a il e d  to   de te c t  D D oS   a tt a c ks   on  c lo u d  c om put in g  ne twor ks ,  w hi c h  onl y  r e a c he d    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       T w o - s te ps  f e at ur e   s e le c ti on f or  de te c ti on v a r ia nt  di s tr ib ut e d de ni al  of  s e r v ic e s  at ta c k   …  ( K ur ni abudi)   3953   30   to   40 % .  T he   r e s ul ts   of   th e   T P R   a nd  F P R   pa r a m e t e r s   f or   D T  a nd  F R   in di c a te   th a t  th e s e   m ode ls   a r e   c a pa bl e   of  e f f e c ti ve ly  de te c ti ng D D oS  a tt a c ks .       T a bl e   6 .  R e s ul t  of   va li da ti on mode l  de te c ti on  D D oS  a tt a c k i n  d a ta  s pl it   M ode l   F e a t ur e  s e l e c t i on   T P R   FPR   P r e c i s i on   R O C   A c c ur a c y   DT   IG   0.999   0   0.999   0.999   0.999     P C A   0.983   0   0.987   0.991   0.998     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.999   0   0.999   0.999   0.999   RF   IG   0.993   0   0.990   0.996   0.999     P C A   0.98   0   0.992   0.989   0.998     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.988   0   0.986   0.994   0.998   NB   IG   0.394   0.059   0.375   0.667   0.321     P C A   0.403   0.059   0.401   0.671   0.322     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.398   0.059   0.349   0.669   0.320       I n  T a bl e s   7  a nd  8 ,  th e   r e s ul t s   of   th e   D D oS   de t e c t io n  s y s te m   m ode l  v a li d a ti on  t e s ti ng  u s in g  5 - f ol d   c r os s - va li da ti on a nd  10 - f ol d c r o s s - va li da ti o n a r e  pr e s e nt e d.  T he   r e s ul t s   s how  t h a t  e a c h m e a s ur e m e nt  p a r a m e te r   e xhi bi t s   s a ti s f a c to r y  v a lu e s .   N ot a bl y,  a   s ig ni f i c a nt   im pr ov e m e nt   i s   ob s e r v e d  in   th e   N B   m ode l,   w h e r e   th e   a c c ur a c y  r e a c h e d   onl y   30 %   in   th e   da t a   s pl i t  m o de l.   I n  t he   c r os s - va li d a ti on   te s t s ,   th e   a c c ur a c y   in c r e a s e d  to   89 % . T hi s  i ndi c a t e s  t ha t  th e   N B  m ode l  r e qui r e s  t he  us e  of   c r os s - va li da ti on f or  i ts  t r a in in g pr o c e s s .       T a bl e   7 .  R e s ul t  of   va li da ti on mode l  de te c ti on  D D oS  a tt a c k i n  5 - c r os s  va li da ti on   M ode l   F e a t ur e  s e l e c t i on   T P R   FPR   P r e c i s i on   R O C   A c c ur a c y   DT   IG   0.999   0   0.999   0.999   0.999     P C A   0.99 0   0   0.991   0.995   0.999     T w o - s t e p  f e a t ur e   s e l e c t i on   0.998   0   0.997   0.999   0.999   RF   IG   0.993   0   0.989   0.996   0.999     P C A   0.984   0   0.985   0.992   0.999     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.988   0   0.987   0.994   0.999   NB   IG   0.396   0.06   0.383   0.668   0.893     P C A   0.406   0.059   0.411   0.673   0.894     T w o - s t e p  f e a t ur e   s e l e c t i on   0.398   0.06   0.366   0.669   0.893       T a bl e   8 .  R e s ul t  of   va li da ti on mode l  de te c ti on  D D oS  a tt a c k i n  10 - c r os s  va li da ti on   M ode l   F e a t ur e  s e l e c t i on   T P R   FPR   P r e c i s i on   R O C   A c c ur a c y   DT   IG   0.999   0   0.999   0.999   0.999     P C A   0.991   0   0.991   0.995   0.999     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.998   0   0.998   0.999   0.999   RF   IG   0.993   0   0.991   0.996   0.999     P C A   0.988   0   0.988   0.993   0.999     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.99   0   0.988   0.994   0.999   NB   IG   0.396   0.06   0.39   0.668   0.893     P C A   0.406   0.059   0.41   0.673   0.894     T w o - s t e p  f e a t ur e  s e l e c t i on   0.399   0.06   0.367   0.669   0.893       3. 5 .    D is c u s s io n s   T hi s   s e c ti on  de li ne a te s   th e   r e s ul ts   of   th e   c onduc t e d  e xpe r im e nt s .  T hi s   r e s e a r c h  a im s   to   de ve lo p  a   de te c ti on  s ys te m   m od e l  th a t  c a n  id e nt if y  th e   va r io us   f or m s   of   D D oS   a tt a c ks   th a t  oc c ur   on  c lo ud  c om put in g  ne twor ks .   T he   pr opos e d  de te c ti on  m e th ods   a r e   D T ,  R F ,  a nd  N B ;  th e r e   a r e   f e a tu r e   s e le c ti on  m e th ods ,  na m e ly   I G ,  P C A ,  a nd  two - s te p   f e a tu r e   s e le c ti on .  T he   te s t  r e s ul ts   a r e   s u pe r io r   to   ot he r   m e th ods ,  na m e ly   R F ,  D T ,  a nd   N B .  T hi s   ha ppe n s   be c a us e   R F   ha s   s upe r io r   c ha r a c te r is ti c s   r e ga r di ng  it s   num be r   of   c a lc ul a ti ons .  F R   is   a   c ol le c ti on of  s e ve r a l  D T  m e th ods  s o t ha t  it  c a n r e c ogni z e  D D oS  a tt a c ks  be tt e r  t ha n ot he r  m e th ods .   T he   D T   m e th od  c a n  r e c ogni z e   D D oS   a tt a c ks   w e ll ,   w it h  a   pe r c e nt a ge   r e a c hi ng  99 % .  T h e   oppos it e   oc c ur s   in   th e   N B   m e th od,  w hi c h  c a n   be   c onc lu de d  to   f a il   to   r e c ogni z e   D D oS   a tt a c ks   on   c lo ud  c om put in g   ne twor ks .  T hi s  r e s ul t  is  l ik e ly  due  t o t he  s ta ti s ti c a l  c ha r a c te r is ti c s  of  t he  N B  m e th od ,   w hi c h i s  l e s s  s ui ta bl e  f or   D D oS   a tt a c k  d e te c ti on  m ode l s .  F ig ur e   4 s how s   a   c om p a r is on  o f   th r e e   e va lu a ti on  p a r a m e te r s ,  na m e ly :   i )   T P R ,   ii )   F P R ,  iii )  pr e c is io n ,  iv )   R O C ,  a nd  v )  a c c ur a c y .   O f   a ll   t he s e   pa r a m e te r s ,  onl y  N B   s how s   le s s   th a n  s a ti s f a c to r y pe r f or m a nc e .   I n   F i gu r e   4 ( a ) ,   t he   c o m p a r is o n  of   th e   pr op or ti on   o f   tr ue   pos i ti ve s   de te c te d   b y   t he   m ode l  is   pr e s e nt e d.   T he   r e s ul ts   in d ic a te   th a t  th e   R F   m ode l  out pe r f o r m s   t he   N B   m od e l.   T he n,  in   F ig ur e   4 ( b ) ,  t he   F P R   p a r a m e te r   s how s   t he   p r o po r t io n   of   ne ga ti v e s   in c or r e c t ly   de te c t e d   a s   pos it iv e s   b y  th e   m od e l .  T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 :  3945 - 3957   3954   r e s u lt s   de m o ns t r a t e   s a ti s f a c to r y   pe r f o r m a nc e   a c r os s   a l l  m o de l s .  P r e c is io n   is   de pi c te d   i n  F ig u r e   4 ( c ) ,   w h ic h   qua n ti f ie s   t he   r a t io   o f   ge nui ne   pos i ti ve   pr e di c ti ons   to   th e   to ta l  nu m be r   o f   pos i t iv e   pr e di c t io ns .  T he   pr e c is i on  f in di ngs  p r o vi d e  e nha nc e d  m ode l  e va lu a ti on  f or  t he   D T  a n d N B   m ode ls .  N e xt ,  in  F ig ur e  4 ( d ) ,  th e   R O C   va l ue s   a r e   di s p la ye d,   il lu s tr a t in g   th e   r e la ti ons hi p   be t w e e n  T P R   a nd   F P R ,   w h e r e   a   R O C   v a l ue   a bo ve   0.5   is   c ons id e r e d  s uc c e s s f ul .  I n   th is   s tu dy,   t he   R O C   pe r f o r m a nc e   is   v e r y  s a ti s f a c to r y ,  e xc e p t  f o r   th e   N B   m ode l.   F ig u r e   4( e )   i ll us t r a t e s   t he   a c c u r a c y,   i ndi c a t in g  h ig hl y   s a t is f a c t o r y  pe r f o r m a nc e ,   w it h   a c c u r a c y   e nha nc e m e nt   o bs e r ve d   t h r ou gh out   m ode l  va l id a t io n   us in g   c r os s - va l id a t io n .  C ons e que nt ly ,   i t  c a n   be   in f e r r e d  t ha t   th e   im pl e m e n ta t io n  o f  c r os s - va li da t io n  c a n   im p r ove  t he  e f f ic a c y  o f  t he  de te c ti o n  s ys te m  w he n   in t e g r a t e d   w i th   f e a tu r e   s e le c ti on .   F r o m   th e   te s t   r e s u lt s ,  it   c a n  be   c o nc l ude d  th a t   th e   f e a tu r e   s e l e c t io n   m e t hod   s uc c e s s f ul ly   im p r ov e s   t he   pe r f or m a n c e   of   t he   D D oS   a t ta c k   va r i a t io n   de te c ti on  s ys te m   us i ng   m a c h in e   le a r ni n g.  I n  a d di ti on ,  t he   two - s te p  f e a tu r e   s e le c ti on   m e t ho d  is   a ls o  s u c c e s s f ul   i n  i m p r o vi ng  a nd   de te c ti ng   D D o S   a t ta c ks   o n   c l oud   c om pu ti ng   ne two r ks .   T he n,   th e   de t e c t io n  m o de l   w it h   R F   a nd   D T   c a n   r e c o gn iz e  s e ve r a l  t ype s  o f   D D o S  a tt a c ks  be tt e r   th a n  th e  N B  d e te c t io n  m o de l .           ( a )   ( b)         ( c )   ( d)       ( e )     F ig ur e   4 .  P e r f or m a nc e  of  de te c ti on D D oS  a tt a c k ( a )  T P R , ( b)  F P R , ( c )   p r e c is io n, ( d)  R O C ,  a nd  ( e )   a c c ur a c y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.