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Enregistrement W4310837586 · doi:10.32657/10356/162609

Securing the Internet of Things using machine learning

2022· dissertation· en· W4310837586 sur OpenAlexaboutno aff
Harun Surej Ilango

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNetwork Security and Intrusion Detection
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInternet of ThingsComputer scienceThe InternetInternet privacyWorld Wide WebArtificial intelligenceData science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The Internet of Things has shown its potential to empower various industry sectors. From smart homes to healthcare, IoT devices have become omnipresent. The network layer of the IoT system can be subjected to many types of attacks such as DoS, sybil attacks, replay attacks. These attacks on the network layer significantly degrade the network performance. Hence, it is of primary importance to secure the network layer from these attacks to protect the integrity of the data flowing through the network while ensuring timely delivery of key information. The first part of this work focused on protecting the IoT network from one specific variant of the above-specified attacks, the Low-Rate Denial of Service (LR DoS) attacks. LR DoS attacks are a more insidious type of DoS attack. They remain stealthy in the network, undetected by conventional DoS detection systems, while having the same effect as conventional DoS attacks. In this work, Software Defined Networking (SDN) is used in conjunction with an Artificial Intelligence (AI) based Intrusion Detection System (IDS) to protect the IoT network from LR DoS attacks. An AI-based anomaly detection scheme called FeedForward - Convolutional Neural Network (FFCNN) is proposed and discussed in the first part of the thesis. The Canadian Institute of Cybersecurity Denial of Service 2017 (CIC DoS 2017) dataset is used for the study. The performance of FFCNN is analyzed using the metrics accuracy, precision, recall, F1 score, detection time per flow, and ROC curves and is compared to the other machine learning algorithms - J48, Random Forest, Random Tree, REP Tree, SVM, and Multi-Layer Perceptron (MLP). The empirical analysis shows that FFCNN achieves higher detection accuracy in detecting LR DoS attacks than the other machine learning algorithms. The penetration of IoT into the transportation sector has given rise to a new networking paradigm called the Internet of Vehicles. In the Internet of Vehicles networks, vehicles periodically broadcast their current positions, speeds, and accelerations through Basic Safety Messages (BSMs) using the Dedicated Short Range Communications (DSRC) standard. Safety-critical applications like blind-spot warning and lane change warning systems use the BSMs to ensure the safety of road users. However, adversaries can modify the contents of the messages that affect the efficacy of the developed applications. One such attack is the position falsification attack, where the attacker inserts false position information into the BSMs. To address this issue, the second part of the thesis proposes and discusses an AI-based position falsification attack detection system, Novel Position Falsification Attack Detection System for the Internet of Vehicles (NPFADS for the IoV), that can detect novel position falsification attacks emerging in IoV networks. The performance NPFADS is quantitatively analyzed using the metrics accuracy, precision, recall and F1 score, ROC curves, and PR curves. The Vehicular Reference Misbehavior (VeReMi) dataset is used as the benchmark for the study. The system’s performance is also compared to the existing misbehavior detection systems in the literature. The analysis shows that our proposed system outperforms the existing supervised learning models even when initialized with zero knowledge about the novel position falsification attacks.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,248
Écart entre enseignants0,235 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
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