A New Framework for Fraud Detection in Bitcoin Transactions Through Ensemble Stacking Model in Smart Cities
Notice bibliographique
Résumé
Bitcoin has a reputation of being used for unlawful activities, such as money laundering, dark web transactions, and payments for ransomware in the context of smart cities. Blockchain technology prevents illegal transactions, but cannot detect these transactions. Anomaly detection is a fundamental technique for recognizing potential fraud. The heuristic and signature-based approaches were the foundation of earlier detection techniques, but tragically, these methods were insufficient to explore the entire complexity of anomaly detection. Machine Learning (ML) is a promising approach to anomaly detection, as it can be trained on large datasets of known malware samples to identify patterns and features of the transactions. Researchers are focusing on determining an efficient fraud and security threat detection model that overcomes the drawbacks of the existing methods. Therefore, ensemble learning can be applied to anomaly detection in Bitcoin by combining multiple ML classifiers. In the proposed model, the ADASYN-TL (Adaptive Synthetic + Tomek Link) balancing technique is used for data balancing. Random search, grid search and Bayesian optimization are used for hyperparameter tuning. The hyperparameters have a great impact on the performance of the model. For classification, we used the stacking model by combining Decision Tree, Naive Bayes, K-Nearest Neighbors, and Random Forest. We used SHapley Additive exPlanation (SHAP) to interpret the predictions of the stacking model. The model also explores the performance of different classifiers using accuracy, F1-score, Area Under Curve-Receiver Operating Characteristic (AUC-ROC), precision, recall, False Positive Rate (FPR) and execution time, and ultimately selects the ideal model. The proposed model contributes to the development of effective fraud detection models that address the limitations of the existing algorithms. Our stacking model, which combines the prediction of multiple classifiers, achieved the highest F1-score of 97%, precision of 96%, recall of 98%, accuracy of 97%, AUC-ROC of 99% and FPR of 3%.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».