Application de la théorie des valeurs extrêmes à la détection des cyberattaques dans les réseaux IPv6

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Titre :

Auteurs :

BELGACEM EL-habib, Auteur ; BOUANANI Mohamed, Auteur ; BOUYEDDOU Benamar, Directeur de thèse

Type de document :

texte manuscrit

Editeur :

Université de Saïda – Dr. Moulay Tahar – Faculté des Mathématiques, de l’Informatique et des Télécommunications, 2025/2026

Format :

96ص

Accompagnement :

Langues:

Français

Index. décimale :

BUC-M 008570

Catégories :

MASTER en Télécommunications Spécialité : Réseaux et Télécommunications

Résumé :

Ce mémoire étudie l’application de la théorie des valeurs extrêmes (EVT) dans la
détection des cyberattaques au sein des réseaux IPv6. Cette étude est motivée par
l’augmentation des attaques informatiques et les limites des méthodes classiques de détection
des anomalies. Les principales caractéristiques du protocole IPv6 ainsi que le protocole
ICMPv6 ont été présentés, avec un intérêt particulier pour les attaques DoS et DDoS telles
que NAS Flood, NAD Flood, RAD Flood et PING Flood. Les concepts fondamentaux de la
théorie des valeurs extrêmes ont ensuite été expliqués, notamment les distributions
statistiques GEV et GPD utilisées pour l’analyse des valeurs rares. Dans la partie pratique,
des données de trafic réseau contenant plusieurs types d’attaques ont été analysées afin de
déterminer des seuils statistiques permettant la détection des comportements anormaux. Une
comparaison des méthodes POT-GPD et GEV a été réalisée dans un environnement IPv6. Les
résultats obtenus montrent que l’EVT améliore l’efficacité de la détection des cyberattaques
tout en réduisant les fausses alertes. L’étude a également montré que la méthode POT-GPD
offre de meilleures performances que la méthode GEV dans plusieurs cas de test. Enfin, ce
travail confirme l’importance des approches statistiques modernes pour renforcer la sécurité
des réseaux IPv6.
This thesis studies the application of Extreme Value Theory (EVT) in the detection of
cyberattacks within IPv6 networks. This study is motivated by the increasing number of
cyberattacks and the limitations of traditional anomaly detection methods. The main
characteristics of the IPv6 protocol and the ICMPv6 protocol were presented, with particular
focus on DoS and DDoS attacks such as NAS Flood, NAD Flood, RAD Flood, and PING
Flood. The fundamental concepts of Extreme Value Theory were then explained, especially
the GEV and GPD statistical distributions used for analyzing rare and extreme values. In the
practical part, network traffic datasets containing several types of attacks were analyzed in
order to determine statistical thresholds for detecting abnormal behaviors. A comparison
between the POT-GPD and GEV methods was also carried out in an IPv6 environment. The
obtained results show that EVT improves the efficiency of cyberattack detection while
reducing false alarms. The study also demonstrated that the POT-GPD method provides better
performance than the GEV method in several test cases. Finally, this work confirms the
importance of modern statistical approaches in strengthening IPv6 network security and
improving intrusion detection systems.
‫تهدف‬‫هذه‬ ‫المذكرة‬ ‫إلى‬ ‫دراسة‬ ‫تطبيق‬ ‫نظرية‬ ‫القيم‬ ‫القصوى‬ ‫)‪EVT‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪Theory‬‬ ‫‪Value‬‬ ‫‪(Extreme‬‬ ‫في‬ ‫مج‬ ‫ال‬
‫كشف‬‫الهجمات‬ ‫السيبرانية‬ ‫داخل‬ ‫شبكات‬ ‫‪IPv6‬‬‫‪،‬‬ ‫وذلك‬ ‫بسبب‬ ‫التزايد‬ ‫المستمر‬ ‫للهجمات‬ ‫اإللكترونية‬ ‫وصعوب‬ ‫ة‬‫اكتشاف‬
‫السلوكيات‬‫غير‬ ‫الطبيعية‬ ‫في‬ ‫حركة‬ ‫المرور‬ ‫الشبكية‬ ‫باستخدام‬ ‫الطرق‬ ‫التقليدية‬ ‫‪.‬‬
‫في‬‫البداية‪،‬‬ ‫تم‬ ‫التطرق‬ ‫إلى‬ ‫بروتوكول‬ ‫‪IPv6‬‬ ‫وخصائص‬ ‫ه‬‫األساسية‬ ‫مثل‬ ‫فضاء‬ ‫العنونة‬ ‫الكبير‪،‬‬ ‫وآل‬ ‫يات‬‫التهيئة‬
‫الذاتية‪،‬‬‫وتحسينات‬ ‫األمن‬ ‫مقارنة‬ ‫بـ‬ ‫‪IPv4.‬‬ ‫كما‬ ‫تمت‬ ‫دراسة‬ ‫بروتوكول‬ ‫‪ICMPv6‬‬ ‫وأهم‬ ‫الهجمات‬ ‫المرتبطة‬ ‫به‪،‬‬ ‫خاصة‬
‫هجمات‬‫الحرمان‬ ‫من‬ ‫الخدمة‬ ‫‪DoS‬‬ ‫و‬ ‫‪DDoS‬‬ ‫مثل‬‫‪Flood‬‬ ‫‪NAS‬‬ ‫و‬ ‫‪Flood‬‬ ‫‪NAD‬‬ ‫و‬‫‪Flood‬‬ ‫‪RAD‬‬ ‫و‬‫‪Flood.‬‬‫‪PING‬‬
‫بعد‬‫ذلك‪،‬‬ ‫تم‬ ‫عرض‬ ‫المفا‬ ‫هيم‬‫األساسية‬ ‫لنظرية‬ ‫القيم‬ ‫القصوى‬ ‫‪EVT‬‬‫‪،‬‬ ‫مع‬ ‫شرح‬ ‫أهم‬ ‫التوزيعات‬ ‫اإلحص‬ ‫ائية‬
‫المستعملة‬‫في‬ ‫تحليل‬ ‫القيم‬ ‫النادرة‬ ‫والمتطرفة‪،‬‬ ‫مثل‬ ‫توزيعات‬ ‫‪GEV‬‬ ‫و‬ ‫‪GPD‬‬‫‪،‬‬ ‫إضافة‬ ‫إلى‬ ‫أهم‬ ‫طرق‬ ‫التقدير‬ ‫اإلحصائي‬
‫المستعملة‬‫في‬ ‫هذا‬ ‫المجال‬ ‫‪.‬‬
‫في‬‫الجانب‬ ‫التطبيقي‪،‬‬ ‫تم‬ ‫استخدام‬ ‫بيانات‬ ‫لحركة‬ ‫المرور‬ ‫الشبكية‬ ‫تح‬ ‫توي‬ ‫على‬ ‫عدة‬ ‫أنواع‬ ‫من‬ ‫اله‬ ‫جمات‬‫ا‬ ‫إللكترونية‬‫‪،‬‬
‫ثم‬‫تطبيق‬ ‫نماذج‬ ‫‪EVT‬‬ ‫من‬ ‫أجل‬ ‫تحديد‬ ‫العتبات‬ ‫اإلحصائية‬ ‫للكشف‬ ‫عن‬ ‫السلوكيات‬ ‫غير‬ ‫الطبيعية‬ ‫داخل‬ ‫الشب‬ ‫كة‬‫‪.‬‬‫كما‬ ‫تمت‬
‫مقارنة‬‫أداء‬ ‫طريقتي‬ ‫‪POT-GPD‬‬ ‫و‬ ‫‪GEV‬‬ ‫في‬ ‫كشف‬ ‫الهجمات‬ ‫المختلفة‬ ‫داخل‬ ‫بيئة‬ ‫‪IPv6.‬‬
‫أظهرت‬‫النتائج‬ ‫أن‬ ‫نظرية‬ ‫القيم‬ ‫القصوى‬ ‫توف‬ ‫ر‬ ‫دقة‬ ‫جيدة‬ ‫في‬ ‫كشف‬ ‫الهجمات‬ ‫السيبرانية‬ ‫وتقليل‬ ‫اإل‬ ‫نذارا‬‫ت‬‫الخاطئة‪،‬‬
‫مع‬‫فعالية‬ ‫أكبر‬ ‫لطريقة‬ ‫‪POT-GPD‬‬ ‫في‬ ‫العديد‬ ‫من‬ ‫حاالت‬ ‫االختبار‬ ‫مقارنة‬ ‫بطريقة‬ ‫‪GEV.‬‬
‫وفي‬‫األخير‪،‬‬ ‫تؤكد‬ ‫هذه‬ ‫الدراسة‬ ‫أهمية‬ ‫توظيف‬ ‫األساليب‬ ‫اإلحصائية‬ ‫الحديثة‪،‬‬ ‫وخاصة‬ ‫‪EVT‬‬‫‪،‬‬ ‫لتحسين‬ ‫أنظمة‬
‫كشف‬‫التسلل‬ ‫وتعزيز‬ ‫أمن‬ ‫ش‬ ‫بكات‬‫‪IPv6‬‬ ‫ضد‬ ‫الهجمات‬ ‫السيبرانية‬ ‫المختلفة‬ ‫‪.‬‬

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