افزایش امنیت گذرواژه دیجیتالی با استفاده از یادگیری ماشین: تحلیلی مقایسه‌ای بر الگوریتم‌های طبقه‌بندی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد گروه کامپیوتر, دانشکده فنی و مهندسی, دانشگاه میبد, میبد, ایران

2 استادیار گروه کامپیوتر , دانشکده فنی و مهندسی ,دانشگاه میبد ، میبد ، ایران

3 استادیار گروه کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه میبد، میبد، ایران

4 دانشیار گروه کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه میبد، میبد، ایران

doi
10.47176/ECDJ.2025.1652
چکیده

در عصر دیجیتال، رمز‌های عبور هم‌چنان یکی از رایج‌ترین و حیاتی‌ترین روش‌های احراز هویت در سامانه‌های اطلاعاتی به شمار می‌آیند. با این حال، انتخاب و استفاده از رمزهای عبور ضعیف و غیرایمن، هم‌چون رمزعبورهای ساده، کوتاه یا تکراری، تهدیدی جدی برای امنیت سایبری محسوب می‌شود. این پژوهش با هدف بهبود دقت در ارزیابی سطح امنیت رمز‌های عبور، چارچوبی مبتنی بر یادگیری ماشین ارائه می‌دهد. روش پیشنهادی شامل سه مرحله‌ی اصلی پیش‌پردازش، استخراج ویژگی‌های جدید و طبقه‌بندی رمز‌های عبور است. در این پژوهش، مجموعه‌ای شامل 669880 رمز‌ عبور مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا در مرحله پیش‌پردازش مراحلی مانند حذف داده‌های گم‌شده، کدگذاری متن به عدد و متعادل‌سازی داده‌های کلاس‌ها با استفاده از الگوریتم SMOTE انجام شده است. بعد از اینکه داده‌ها تمیز شدند از هر رمز عبور ده ویژگی ساختاری جدید استخراج شده است. در نهایت داده‌ها به دو دسته آموزش و آزمایش تقسیم شده و دسته‌بندی سطح امنیتی رمز‌های عبور در سه کلاس ضعیف، متوسط و قوی با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین مانند درخت تصمیم، جنگل تصادفی، XGBoost و رگرسیون لجستیک و غیره صورت گرفته است. نتایج تجربی نشان داد که الگوریتم جنگل تصادفی و روش XGBoost با معیار F1 به ترتیب با مقدار 99.665% و 99.642% درصد عملکرد برتری نسبت به سایر مدل‌ها داشته‌‌اند. دستاورد این تحقیق، ارائه مدلی کارآمد و مقیاس‌پذیر برای شناسایی نقاط ضعف رمزهای عبور و ارتقاء سیاست‌های امنیتی در سامانه‌های دیجیتال است که می‌تواند به شکل مؤثری در طراحی رمز‌های عبور مقاوم، کاهش ریسک نفوذ، و ارتقاء سطح امنیت سایبری نقش‌آفرینی کند.