MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4317659178 · doi:10.1145/3566132

DT-DS: CAN Intrusion Detection with Decision Tree Ensembles

2023· article· en· W4317659178 sur OpenAlexafffund
Jarul Mehta, Guillaume Richard, Loren Lugosch, Derek Yu, Brett H. Meyer

Notice bibliographique

RevueACM Transactions on Cyber-Physical Systems · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueVehicular Ad Hoc Networks (VANETs)
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésAdaBoostComputer scienceDecision treeBoosting (machine learning)Random forestIntrusion detection systemEnsemble learningMachine learningArtificial intelligenceGradient boostingF1 scoreTree (set theory)Data miningSupport vector machineMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The controller area network (CAN) protocol, used in many modern vehicles for real-time inter-device communications, is known to have cybersecurity vulnerabilities, putting passengers at risk for data exfiltration and control system sabotage. To address this issue, researchers have proposed to utilize security measures based on cryptography and message authentication; unfortunately, such approaches are often too computationally expensive to be deployed in real time on CAN devices. Additionally, they have developed machine learning (ML) techniques to detect anomalies in CAN traffic and thereby prevent attacks. The main disadvantage of existing ML-based techniques is that they either depend on additional computational hardware or they heuristically assume that all communication anomalies are malicious. In this article, we show that tree-based learning ensembles outperform anomaly-based techniques like AutoRegressive Integrated Moving Average (ARIMA) and Z-Score when used to detect attacks that result in increased bus utilization. We evaluated the detection capacity of three tree-based ensembles, Adaboost, gradient boosting, and random forests, and collectively refer to these as DT-DS. We conclude that the decision tree ensemble with Adaboost performs best with an area under curve (AUC) score of 0.999, closely followed by gradient boosting and random forests with 0.997 and 0.991 AUC scores, respectively, when trained using message profiles. We observe that with an increase in the observation window, the DT-DS models present an average AUC score of 0.999, and offer a nearly perfect detection of attacks, at the cost of increased latency in detection of attacked messages. We evaluate the performance of the IDS for Aeronautical Radio, Incorporated– (ARINC) encoded CAN communication traffic in avionic systems, generated using an aerospace testbench, ARINC-825TBv2. The IDS has been evaluated against the active attacks of a state-of-the-art predictive attacker model. Additionally, we observed that the performance of IDS approaches such as ARIMA and Z-Score degrade considerably with a decrease in the size of the observation time window. In contrast, the performance of DT-DS models is consistent, with only an average drop of 0.005 in the AUC score.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,184
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,010
Tête enseignante GPT0,213
Écart entre enseignants0,204 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

Citations6
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueACM Transactions on Cyber-Physical SystemsMême sujetVehicular Ad Hoc Networks (VANETs)Travaux en français237 207