Real-Time Anomaly Detection in IoMT Networks Using Stacking Model and a Healthcare- Specific Dataset
Notice bibliographique
Résumé
The Internet of Medical Things (IoMT) connects medical devices to enable real-time monitoring and personalized care, significantly enhancing patient health and well-being. However, this connectivity also introduces substantial cybersecurity risks, including various attack types that compromise data integrity and availability, jeopardizing patient safety and healthcare service reliability. This study addresses these challenges by proposing a real-time anomaly detection model based on machine learning (ML) techniques, designed to detect and mitigate diverse cyber threats effectively. This paper proposes a new medical dataset for anomaly detection, inspired by the UNSW-NB15 dataset, and enriched with healthcare-relevant attack types, including falsification and DoS attacks, to reflect real-world IoMT scenarios. The dataset comprises 253,680 records, with 60% anomalous data distributed across multiple attack types, offering a more challenging and realistic environment for evaluating ML models. Seven machine learning algorithms, including Random Forest, XGBoost, and Artificial Neural Networks (ANN), were rigorously tested, leading to the development of a novel stacking ensemble model. This model integrates XGBoost as the meta-learner with Random Forest and ANN as base models, leveraging their strengths to optimize anomaly detection. The proposed model was evaluated on both the UNSW-NB15 and the new medical dataset, achieving significant improvements across key metrics such as accuracy, precision, recall, and F1-score. A real-time prediction analysis further demonstrated its ability to detect anomalies efficiently during live data transmission, validating its suitability for detecting anomalies in real-time scenarios.
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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».