基于动态原型与对比学习的小样本 Android恶意软件家族分类方法
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作者:
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1.无锡学院物联网工程学院 无锡 214105;2.南京信息工程大学计算机学院、网络空间安全学院 南京 210044

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通讯作者:

中图分类号:

TN929.5;TP309

基金项目:

异构工业物联网中恶意软件变体的传播机理及抑制策略研究项目(2024r005)资助


Few-shot Android malware family classification based on dynamic prototypes and contrastive learning
Author:
Affiliation:

1.School of Internet of Things Engineering, Wuxi University,Wuxi 214105, China;2.School of Computer Science & School of Cyber Science and Engineeing, Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 210044, China

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    摘要:

    为解决小样本条件下安卓恶意软件家族分类中模型泛化性差导致准确率低的问题,本文提出一种监督对比学习驱动的动态原型网络框架 SupProto。该框架采用监督对比学习(SupCon)优化特征嵌入空间,以提升类间分离度和类内紧致性;同时结合基于层次聚类与轮廓系数的动态原型机制,以适应家族内部多模态结构差异。在输入与编码设计方面,本方法通过多源静态特征构建 RGB 图像输入,提供统一且具判别性的恶意软件表示,并利用 DenseNet121 网络结合 CBAM 注意力机制强化特征提取能力。实验结果表明,在 Drebin 和 CIC InvesAndMal2019 两个公开数据集上,SupProto 在 5-way 5-shot 设置下的分类准确率分别达到 90.59% 和 85.64%,在 5-way 1-shot 设置下的准确率分别为 75.56% 和 67.96%。

    Abstract:

    To tackle low accuracy caused by limited generalization in few-shot Android malware family classification, this paper proposes SupProto, a dynamic prototype network driven by supervised contrastive learning. SupProto uses SupCon to refine the embedding space, improving inter-class separation and intra-class compactness, and adopts a dynamic prototype mechanism based on hierarchical clustering and silhouette coefficients to handle multimodal family structures. In terms of input and encoding design, RGB images are constructed from multi-source static features to provide unified and discriminative representations, while a DenseNet121 combined with a CBAM attention module strengthens feature extraction. Experiments on Drebin and CIC-InvesAndMal2019 show that SupProto achieves 90.59% and 85.64% accuracy in 5-way 5-shot settings, and 75.56% and 67.96% in 5-way 1-shot settings.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

朱雪金,李沈洋,李燕.基于动态原型与对比学习的小样本 Android恶意软件家族分类方法[J].电子测量技术,2026,49(3):22-33

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