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Title: Analysis and Evaluation of Dimensionality Reduction Techniques in the Context of Network Intrusion Detection System
Authors: Yaakoub , Remmache , Lecheheb Nabil
Keywords: Network Intrusion Detection, Intrusion Detection System,Machine Learning, Dimensionality Reduction, Feature Selection, Feature Reduction, CIC-IDS2017, CSECIC- IDS2018.
Détection d’intrusions réseau, système de détection d’intrusions, apprentissage automatique, réduction de dimensionnalité, sélection de caractéristiques, réduction de caractéristiques, CIC-IDS2017, CSE-CIC-IDS2018
Issue Date: Jun-2026
Publisher: university of mila
Citation: Artificial Intelligence and its Applications
Abstract: The rapid expansion of computer networks has increased the frequency and sophistication of cyberattacks, making Intrusion Detection Systems (IDS) a critical line of defense for protecting network infrastructures. though Machine Learning (ML) has significantly improved the detection capabilities of IDS, modern network traffic often produces massive and high-dimensional datasets. This high dimensionality, commonly referred to as the curse of dimensionality, can lead to high computational complexity, increased model complexity, and overfitting, which may reduce the ability of ML models to accurately detect cyber threats. This study addresses this issue by comparing several feature selection and feature reduction techniques in the context of ML-based IDS. The adopted techniques include ANOVA and Mutual Information as filter-based methods, Random Forest and Lasso L1 regularization as embedded methods, in addition to two hybrid techniques designed to leverage the advantages of simpler feature selection approaches, and PCA. The experimental evaluation is conducted using two well-known IDS datasets, namely CIC-IDS2017 and CSE-CIC-IDS2018. All experiments are based on the XGBoost algorithm, which is widely recognized for its strong predictive performance and effectiveness in classification tasks. The obtained results for both binary and multiclass classification show promising rformance and provide valuable insights into the role of dimensionality reduction in enhancing the effectiveness,efficiency, and generalization ability of ML-based IDS
Description: L’expansion rapide des réseaux informatiques a entraîné une augmentation de la fréquence et de la phistication des cyberattaques, faisant des systèmes de détection d’intrusions (Intrusion Detection Systems, IDS) une ligne de défense essentielle pour la protection des infrastructures réseau. Bien que l’apprentissage automatique (ML) ait considérablement amélioré les capacités de détection des IDS, le trafic réseau moderne génère souvent des ensembles de données massifs et de grande dimension. Cette forte dimensionnalité, communément appelée malédiction de la dimensionnalité, peut engendrer une complexité computationnelle élevée, une augmentation de la complexité des modèles ainsi qu’un risque de surapprentissage, ce qui peut réduire la capacité des modèles de ML à détecter avec précision les cybermenaces. Cette étude aborde cette problématique en comparant plusieurs techniques de sélection et de réduction de caractéristiques dans le contexte des IDS basés sur le ML. Les techniques adoptées comprennent ANOVA et l’information mutuelle en tant que méthodes de type filtre, Random Forest et la régularisation Lasso L1 en tant que méthodes intégrées, ainsi que deux approches hybrides conçues pour tirer parti des avantages des méthodes simples de sélection de caractéristiques, en plus de l’analyse en composantes principales (PCA). L’évaluation expérimentale est menée à l’aide de deux ensembles de données IDS bien connus, à savoir CIC-IDS2017 et CSE-CIC-IDS2018. Toutes les expérimentations reposent sur l’algorithme XGBoost, largement reconnu pour ses fortes rformances prédictives et son efficacité dans les tâches de classification. Les résultats obtenus, aussi bien pour la lassification binaire que multiclasse, montrent des performances prometteuses et fournissent des indications précieuses sur le rôle de la réduction de dimensionnalité dans l’amélioration de l’efficacité, de l’efficience et de la capacité de généralisation des IDS basés sur le ML.
URI: http://dspace.centre-univ-mila.dz/jspui/handle/123456789/5045
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