ICT 인프라 이상탐지를 위한 조건부 멀티모달 오토인코더에 관한 연구 (A Study of Anomaly Detection for ICT Infrastructure using Conditional Multimodal Autoencoder)
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- 지능정보연구
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- 제27권3호
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- pp.57-73
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- 2021
ICT 인프라의 이상탐지를 통한 유지보수와 장애 예방이 중요해지고 있다. 장애 예방을 위해서 이상탐지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 지금까지의 다양한 이상탐지 기법 중 최근 연구들에서는 딥러닝을 활용하고 있으며 오토인코더를 활용한 모델을 제안하고 있다. 이는 오토인코더가 다차원 다변량에 대해서도 효과적으로 처리가 가능하다는 것이다. 한편 학습 시에는 많은 컴퓨터 자원이 소모되지만 추론과정에서는 연산을 빠르게 수행할 수 있어 실시간 스트리밍 서비스가 가능하다. 본 연구에서는 기존 연구들과 달리 오토인코더에 2가지 요소를 가미하여 이상탐지의 성능을 높이고자 하였다. 먼저 다차원 데이터가 가지고 있는 속성별 특징을 최대한 부각하여 활용하기 위해 멀티모달 개념을 적용한 멀티모달 오토인코더를 적용하였다. CPU, Memory, network 등 서로 연관이 있는 지표들을 묶어 5개의 모달로 구성하여 학습 성능을 높이고자 하였다. 또한, 시계열 데이터의 특징을 데이터의 차원을 늘리지 않고 효과적으로 학습하기 위하여 조건부 오토인코더(conditional autoencoder) 구조를 활용하는 조건부 멀티모달 오토인코더(Conditional Multimodal Autoencoder, CMAE)를 제안하였다. 제안한 CAME 모델은 비교 실험을 통해 검증했으며, 기존 연구들에서 많이 활용된 오토인코더와 비교하여 AUC, Accuracy, Precision, Recall, F1-score의 성능 평가를 진행한 결과 유니모달 오토인코더(UAE)와 멀티모달 오토인코더(Multimodal Autoencoder, MAE)의 성능을 상회하는 결과를 얻어 이상탐지에 있어 효과적이라는 것을 확인하였다.
CRM의 하위 연구 분야로 진행되었던 고객이탈예측은 최근 비즈니스 머신러닝 기술의 발전으로 인해 빅데이터 기반의 퍼포먼스 마케팅 주제로 더욱 그 중요도가 높아지고 있다. 그러나, 기존의 관련 연구는 예측 모형 자체의 성능을 개선시키는 것이 주요 목적이었으며, 전체적인 고객이탈예측 프로세스를 개선하고자 하는 연구는 상대적으로 부족했다. 본 연구는 성공적인 고객이탈관리가 모형 자체의 성능보다는 전체 프로세스의 개선을 통해 더 잘 이루어질 수 있다는 가정하에, 이차원 고객충성도 세그먼트 기반의 고객이탈예측 프로세스 (CCP/2DL: Customer Churn Prediction based on Two-Dimensional Loyalty segmentation)를 제안한다. CCP/2DL은 양방향, 즉 양적 및 질적 로열티 기반의 고객세분화를 시행하고, 고객세그먼트들을 이탈패턴에 따라 2차 그룹핑을 실시한 뒤, 이탈패턴 그룹별 이질적인 이탈예측 모형을 독립적으로 적용하는 일련의 이탈예측 프로세스이다. 제안한 이탈예측 프로세스의 상대적 우수성을 평가하기 위해 기존의 범용이탈예측 프로세스와 클러스터링 기반 이탈예측 프로세스와의 성능 비교를 수행하였다. 글로벌 NGO 단체인 A사의 협력으로 후원자 데이터를 활용한 분석과 검증을 수행했으며, 제안한 CCP/2DL의 성능이 다른 이탈예측 방법론보다 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났다. 이러한 이탈예측 프로세스는 이탈예측에도 효과적일 뿐만 아니라, 다양한 고객통찰력을 확보하고, 관련된 다른 퍼포먼스 마케팅 활동을 수행할 수 있는 전략적 기반이 될 수 있다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.
Just before the Korean War, the total number of the North Korean troops was 198,380, while that of the ROK(Republic of Korea) army troops 105,752. That is, the total number of the ROK army troops at that time was 53.3% of the total number of the North Korean army. As of December 2008, the total number of the North Korean troops is estimated to be 1,190,000, while that of the ROK troops is 655,000, so the ROK army maintains 55.04% of the total number of the North Korean troops. If the ROK army continues to reduce its troops according to [Military Reform Plan 2020], the total number of its troops will be 517,000 m 2020. If North Korea maintains the current status(l,190,000 troops), the number of the ROK troops will be 43.4% of the North Korean army. In terms of units, just before the Korean War, the number of the ROK army divisions and regiments was 80% and 44.8% of North Korean army. As of December 2008, North Korea maintains 86 divisions and 69 regiments. Compared to the North Korean army, the ROK army maintains 46 Divisions (53.4% of North Korean army) and 15 regiments (21.3% of North Korean army). If the ROK army continue to reduce the military units according to [Military Reform Plan 2020], the number of ROK army divisions will be 28(13 Active Division, 4 Mobilization Divisions and 11 Local Reserve Divisions), while that of the North Korean army will be 86 in 2020. In that case, the number of divisions of the ROK army will be 32.5% of North Korean army. During the Korean war, North Korea suddenly invaded the Republic of Korea and occupied its capital 3 days after the war began. At that time, the ROK army maintained 80% of army divisions, compared to the North Korean army. The lesson to be learned from this is that, if the ROK army is forced to disperse its divisions because of the simultaneous invasion of North Korea and attack of guerrillas in home front areas, the Republic of Korea can be in a serious military danger, even though it maintains 80% of military divisions of North Korea. If the ROK army promotes the plans in [Military Reform Plan 2020], the number of military units of the ROK army will be 32.5% of that of the North Korean army. This ratio is 2.4 times lower than that of the time when the Korean war began, and in this case, 90% of total military power should be placed in the DMZ area. If 90% of military power is placed in the DMZ area, few troops will be left for the defense of home front. In addition, if the ROK army continues to reduce the troops, it can allow North Korea to have asymmetrical superiority in military force and it will eventually exert negative influence on the stability and peace of the Korean peninsular. On the other hand, it should be reminded that, during the Korean War, the Republic of Korea was attacked by North Korea, though it kept 53.3% of troops, compared to North Korea. It should also be reminded that, as of 2008, the ROK army is defending its territory with the troops 55.04% of North Korea. Moreover, the national defense is assisted by 25,120 troops of the US Forces in Korea. In case the total number of the ROK troops falls below 43.4% of the North Korean army, it may cause social unrest about the national security and may lead North Korea's misjudgement. Besides, according to Lanchester strategy, the party with weaker military power (60% compared to the party with stronger military power) has the 4.1% of winning possibility. Therefore, if we consider the fact that the total number of the ROK army troops is 55.04% of that of the North Korean army, the winning possibility of the ROK army is not higher than 4.1%. If the total number of ROK troops is reduced to 43.4% of that of North Korea, the winning possibility will be lower and the military operations will be in critically difficult situation. [Military Reform Plan 2020] rums at the reduction of troops and units of the ground forces under the policy of 'select few'. However, the problem is that the financial support to achieve this goal is not secured. Therefore, the promotion of [Military Reform Plan 2020] may cause the weakening of military defence power in 2020. Some advanced countries such as Japan, UK, Germany, and France have promoted the policy of 'select few'. However, what is to be noted is that the national security situation of those countries is much different from that of Korea. With the collapse of the Soviet Unions and European communist countries, the military threat of those European advanced countries has almost disappeared. In addition, the threats those advanced countries are facing are not wars in national level, but terrorism in international level. To cope with the threats like terrorism, large scaled army trops would not be necessary. So those advanced European countries can promote the policy of 'select few'. In line with this, those European countries put their focuses on the development of military sections that deal with non-military operations and protection from unspecified enemies. That is, those countries are promoting the policy of 'select few', because they found that the policy is suitable for their national security environment. Moreover, since they are pursuing common interest under the European Union(EU) and they can form an allied force under NATO, it is natural that they are pursing the 'select few' policy. At present, NATO maintains the larger number of troops(2,446,000) than Russia(l,027,000) to prepare for the potential threat of Russia. The situation of japan is also much different from that of Korea. As a country composed of islands, its prime military focus is put on the maritime defense. Accordingly, the development of ground force is given secondary focus. The japanese government promotes the policy to develop technology-concentrated small size navy and air-forces, instead of maintaining large-scaled ground force. In addition, because of the 'Peace Constitution' that was enacted just after the end of World War II, japan cannot maintain troops more than 240,000. With the limited number of troops (240,000), japan has no choice but to promote the policy of 'select few'. However, the situation of Korea is much different from the situations of those countries. The Republic of Korea is facing the threat of the North Korean Army that aims at keeping a large-scale military force. In addition, the countries surrounding Korea are also super powers containing strong military forces. Therefore, to cope with the actual threat of present and unspecified threat of future, the importance of maintaining a carefully calculated large-scale military force cannot be denied. Furthermore, when considering the fact that Korea is in a peninsular, the Republic of Korea must take it into consideration the tradition of continental countries' to maintain large-scale military powers. Since the Korean War, the ROK army has developed the technology-force combined military system, maintaining proper number of troops and units and pursuing 'select few' policy at the same time. This has been promoted with the consideration of military situation in the Koran peninsular and the cooperation of ROK-US combined forces. This kind of unique military system that cannot be found in other countries can be said to be an insightful one for the preparation for the actual threat of North Korea and the conflicts between continental countries and maritime countries. In addition, this kind of technology-force combined military system has enabled us to keep peace in Korea. Therefore, it would be desirable to maintain this technology-force combined military system until the reunification of the Korean peninsular. Furthermore, it is to be pointed out that blindly following the 'select few' policy of advanced countries is not a good option, because it is ignoring the military strategic situation of the Korean peninsular. If the Republic of Korea pursues the reduction of troops and units radically without consideration of the threat of North Korea and surrounding countries, it could be a significant strategic mistake. In addition, the ROK army should keep an eye on the fact the European advanced countries and Japan that are not facing direct military threats are spending more defense expenditures than Korea. If the ROK army reduces military power without proper alternatives, it would exert a negative effect on the stable economic development of Korea and peaceful reunification of the Korean peninsular. Therefore, the desirable option would be to focus on the development of quality of forces, maintaining proper size and number of troops and units under the technology-force combined military system. The tableau above shows that the advanced countries like the UK, Germany, Italy, and Austria spend more defense expenditure per person than the Republic of Korea, although they do not face actual military threats, and that they keep achieving better economic progress than the countries that spend less defense expenditure. Therefore, it would be necessary to adopt the merits of the defense systems of those advanced countries. As we have examined, it would be desirable to maintain the current size and number of troops and units, to promote 'select few' policy with increased defense expenditure, and to strengthen the technology-force combined military system. On the basis of firm national security, the Republic of Korea can develop efficient policies for reunification and prosperity, and jump into the status of advanced countries. Therefore, the plans to reduce troops and units in [Military Reform Plan 2020] should be reexamined. If it is difficult for the ROK army to maintain its size of 655,000 troops because of low birth rate, the plans to establish the prompt mobilization force or to adopt drafting system should be considered for the maintenance of proper number of troops and units. From now on, the Republic of Korean government should develop plans to keep peace as well as to prepare unexpected changes in the Korean peninsular. For the achievement of these missions, some options can be considered. The first one is to maintain the same size of military troops and units as North Korea. The second one is to maintain the same level of military power as North Korea in terms of military force index. The third one is to maintain the same level of military power as North Korea, with the combination of the prompt mobilization force and the troops in active service under the system of technology-force combined military system. At present, it would be not possible for the ROK army to maintain such a large-size military force as North Korea (1,190,000 troops and 86 units). So it would be rational to maintain almost the same level of military force as North Korea with the combination of the troops on the active list and the prompt mobilization forces. In other words, with the combination of the troops in active service (60%) and the prompt mobilization force (40%), the ROK army should develop the strategies to harmonize technology and forces. The Korean government should also be prepared for the strategic flexibility of USFK, the possibility of American policy change about the location of foreign army, radical unexpected changes in North Korea, the emergence of potential threat, surrounding countries' demand for Korean force for the maintenance of regional stability, and demand for international cooperation against terrorism. For this, it is necessary to develop new approaches toward the proper number and size of troops and units. For instance, to prepare for radical unexpected political or military changes in North Korea, the Republic of Korea should have plans to protect a large number of refugees, to control arms and people, to maintain social security, and to keep orders in North Korea. From the experiences of other countries, it is estimated that 115,000 to 230,000 troops, plus ten thousands of police are required to stabilize the North Korean society, in the case radical unexpected military or political change happens in North Korea. In addition, if the Republic of Korea should perform the release of hostages, control of mass destruction weapons, and suppress the internal wars in North Korea, it should send 460,000 troops to North Korea. Moreover, if the Republic of Korea wants to stop the attack of North Korea and flow of refugees in DMZ area, at least 600,000 troops would be required. In sum, even if the ROK army maintains 600,000 troops, it may need additional 460,000 troops to prepare for unexpected radical changes in North Korea. For this, it is necessary to establish the prompt mobilization force whose size and number are almost the same as the troops in active service. In case the ROK army keeps 650,000 troops, the proper number of the prompt mobilization force would be 460,000 to 500,000.
여포와 난포의 성숙, 배란과 착상, 임신의 유지와 태아의 성장 발달, 분만 및 유선발육과 비유 등 일련의 생식현상에서 있어서 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용이 중추적인 역할을 한다는 사실은 오래 전부터 알려져왔다. 그러나 이러한 일련의 현상에 고전적인 호르몬 외에도 다수의 성장인자가 관여되고 있음이 최근의 연구 결과 밝혀지고 있다. 생식기관에서 성장인자들은 대부분 autocrine/paracrine mode로 작용하여, 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용을 매개하거나 이들 호르몬 등과 교호적인 작용(synergy)을 한다. 생식기관 내 insulin-like growth factor(IGF) system은 최근 가장 활발히 연구된 분야 중의 하나로 생식현상의 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 본 지면에서는 IGF system에 관한 개괄적인 정보를 소개하고 현재까지 보고된 intrauterine IGF system에 관한 연구를 요약하고자 한다. IGF family는 IGF-I과 IGF-II ligands, 두종류의 IGF receptors(수용체), 그리고 지금까지 발견된 6종류의 IGF-binding proteins(IGFBPs)로 이루어져 있다. IGF-I과 IGF-II는 proinsulin과 상동한 구조를 가진 peptide로서 포도당과 아미노산 운반을 자극하는 등 insulin과 유사한 작용을 한다. 이 외에도 IGFs는 세포분열촉진제(mitogens)로서 여러 형태의 세포에 걸쳐 세포증식을 자극하고, 세포의 분화(differentiation)과 세포기능의 발현에 관여한다. IGFs는 간과 주로 messenchymal cells에서 발현되어 endocrine mode는 물론 autocrine/paracrine mode로 거의 모든 조직에 작용한다. IGF 수용체는 두종류가 알려져 있는데 type I IGF receptor는 tyrosine kinase로서 IGF-I과 IGF-II에 공히 high-affinity를 나타내고, 상기한 대부분의 IGFs의 작용을 매개한다. Type II IGF receptor 혹은 IGF-II/mannose-6-phosphate receptor는 두개의 서로 다른 binding sites를 가지고 있는데 IGF-II binding site는 IGF-II에만 high-affinity를 나타낸다. Type II IGF receptor의 주요 역할은 IGF-II를 lysosomal targeting하여 ligand를 파괴하는데 있다. 체액 속의 IGFs는 대부분 IGFBP에 결합되어 있다. IGFBPs는 IGF의 저장/운반체 혹은 IGF 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 개개 IGFBP의 역할에 대해서는 지극히 제한된 정보만이 알려져 있다. IGFBPs의 IGF ligands에의 affinity는 IGF receptors의 IGFs에의 affinity보다 크기 때문에 대부분의 in vitro 상황 하에서 IGFBPs는 IGF 작용을 억제한다. IGFBP에 결합되어 있는 IGF가 어떤 기작에 의해 IGFBP로부터 분리되어 IGF receptor에 도달하는지는 알려지지 않고 있으나, 혈액과 조직액에 들어있는 불특정 IGFBP protease activity는 IGF의 방출과정에서 일역을 하는 것으로 믿어지고 있다. 최근 연구보고에 의하면 특정 in vitro 상황 하에서 IGFBP-1, -3, -5 등은 IGF와 무관한 작용도 있다는 증빙이 있어 IGF system의 또 다른 차원을 예고하고 있다. IGF family members의 mRNAs & proteins는 영장류, 설치류 및 가축의 자궁조직과 수태물(conceptus)에서 발현되어 자궁과 태아의 성장 발달에 중요한 역할을 한다. 자궁조직의 IGF system의 발현은 성선호르몬, 국소 생리조절인자 등에 의해 발현시기와 장소의 특이성이 결정되며, 발현된 IGFs와 IGFBPs는 autocrine/paracrine mode로 자궁조직에 작용하기도 하고, 자궁강에 분비되어 수태물의 성장 발달에 관여한다. 착상을 전후하여 수태물에서도 IGF system이 발현되는데 개개 IGF family member의 발현 시기는 모체로부터 유래된 mRNA의 유무, 수태물 자체의 genetic programming, 모체와의 상호작용 등에 의해 결정되고, IGFs의 작용 부위 역시 시간(생리적 상태)과 장소의 특이성이 있다. 이와같이 conceptus IGF system의 발현이 시간적, 공간적으로 조절되고있다는 사실은 IGFs가 수태물의 성장 발달에 일역을 한다는 가설을 간접적으로 지지해 준다. 자궁조직과 수태물에서 발현된 IGFs는 세포의 증식과 분화, 포도당과 아미노산의 운반과 단백질합성, placental lactogen과 prolactin 등과 같은 유선자극호르몬의 생성을 자극하고 스테로이드 호르몬의 합성에도 관여한다. 태아의 성장 발달에 있어서 IGFs의 역할은 embryo의 IGF-I, IGF-II, 혹은 IGF receptor gene을 homologous recombination technique에 의해 파괴(gene targeting)하여을 때의 결과로써 입증되었다. 생쥐의 IGF and/or IGF-II gene 혹은 IGF receptor gene을 파괴했을 때 출생 전후 모두 성장 발달이 지연되며 출생시 무게는 정상치의 30-60% 수준에 머물고, 특히 type I IGF receptor gene 혹은 IGF-I과 IGF-II genes를 모두 파괴했을 경우에는 출생 후 곧 치사한다. 자궁 내의 IGFBPs는 IGF ligands를 자궁 내에 제한시키거나 IGFs의 receptor binding을 억제하는 negative regulators 역할을 하는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 영장류의 자궁에서 IGFBP-I과 같은 특정 IGFBP는 IGFs보다 월등히 많은 양이 발현 분비되고 있는 것으로 추산되고 있으며, 또한 이 단백질은 모체탈락막세포에서 분비되는 주요 단백질 중의 하나라는 점을 감안할 때 IGFBP-I이 IGF과 무관한 작용이 있을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 IGFBPs의 역할 규명은 IGF system을 이해하는데 중요한 부분을 차지하고 있어 향후 이 분야의 연구에 많은 기대와 촛점이 모여지고 있다.