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Enregistrement W4387609283 · doi:10.1109/access.2023.3324371

DTITD: An Intelligent Insider Threat Detection Framework Based on Digital Twin and Self-Attention Based Deep Learning Models

2023· article· en· W4387609283 sur OpenAlexaff
Zhi Qiang Wang, Abdulmotaleb El Saddik

Notice bibliographique

RevueIEEE Access · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineBusiness, Management and Accounting
ThématiqueSupply Chain Resilience and Risk Management
Établissements canadiensUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésInsider threatComputer scienceInsiderDeep learningArtificial intelligenceTransformerEmbeddingSentenceMachine learningConvolutional neural networkComputer securityEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Latest statistics and studies shows that the loss generated by insider threats is much higher than the external attacks. More and more organizations are increasing invest or purchase insider threat detection system to prevent insider risks. However, accurately and timely detecting insider threat face huge challenges. In this paper, we proposed an intelligent insider threat detection framework based on Digital Twin and self-attentions based deep learning model. First, this paper introduced what the insider threats are and the challenges of detecting them. Then this paper showed related recent works on solving insider threat detection problems and their limitations. Next, this paper proposed our solutions to address these challenges: building the innovative intelligent insider threat detection framework based on Digital Twin (DT) and self-attention based deep learning models, performing insight analysis of users’ behavior and entities, adopting contextual word embedding techniques using Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) model and sentence embedding technique using Generative Pre-trained Transformer 2 (GPT-2) model to make data augmentation to overcome significant data imbalance, and adopting temporal semantic representation of users’ behaviors to build user behavior time sequence. After that, this paper built self-attention based deep learning models to quickly detect insider threat. This paper proposed a simplified transformer model named DistilledTrans and applied original transformer model, DistilledTrans, BERT + final layer, Robustly Optimized BERT Approach (RoBERTa) + final layer, and the hybrid method combining pre-trained (BERT, RoBERTa) with Convolutional Neural Network (CNN) or Long Short-term Memory (LSTM) network model to detect insider threats. Finally, this paper showed experiment results on dense dataset CERT r4.2 and augmented sporadic dataset CERT r6.2, evaluated their performance and made comparison analysis with the state-of-the-art models. Promising experimental results shows that 1) contextual word embedding insert and substitution predicted by BERT model, and context embedding sentence predicted by GPT-2 model are effective data augmentation approaches to address highly data imbalance 2) DistilledTrans trained with sporadic dataset CERT r6.2 augmented by contextual embedding sentence method predicted by GPT-2 outperforms the state-of-the-art models in term of all evaluation metrics including accuracy, precision, recall, F1-score, and AUC. Additionally, its structure is much simpler and thus training time and computing cost are much less than the recent models 3) When trained with the dense dataset CERT r4.2, Pre-trained models BERT plus a final layer or RoBERTa plus a final layer can get significantly higher performance than the current models with a very little sacrifice of precision. In compassion, complex hybrid methods may not be necessary.

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 candidatesCommunication savante
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 enseignants0,175
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
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0020,003
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 Opus0,037
Tête enseignante GPT0,278
Écart entre enseignants0,240 · 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

Citations39
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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