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Enregistrement W4417519859 · doi:10.1038/s41598-025-31897-z

A novel adaptive hybrid intrusion detection system with lightweight optimization for enhanced security in internet of medical things

2025· article· en· W4417519859 sur OpenAlexaboutno aff
Hasan Aftab SAEED, Mehwish Naseer, Afaf Rasool, Amjad Alsirhani, Faeiz Alserhani, Ghadah Naif Alwakid, Farhan Ullah, Hamad Naeem, Yue Zhao

Notice bibliographique

RevueScientific Reports · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNetwork Security and Intrusion Detection
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDecision treeIntrusion detection systemThe InternetExploitLatency (audio)Tree (set theory)Resilience (materials science)Artificial immune systemFeature (linguistics)Hybrid system

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The proliferation of Internet of Medical Things (IoMT) devices in e-Health systems has shown improved healthcare delivery but introduced severe cybersecurity vulnerabilities, including spoofing, denial-of-service, and data breaches. This study proposes leveraging artificial intelligence (AI) for an Intrusion Detection System (IDS) to secure IoMT environments and further assist in real-time threat detection and resilience of e-Health systems. This provided an improved model that implemented feature importance and ensemble learning, as well as contributed to developing a new hybrid system that uses the pre-trained Decision Tree (C4.5) model that incorporates a pre-trained Decision Tree (C4.5) model into the RL loop using Deep Q-Networks (DQN). This hybrid framework exploits the efficiency and low latency of pre-trained C4.5 for initial classification, and enables the ability of the system to learn dynamically from network interactions, adapt to changing patterns of attack, and improve detection performance over time. The general framework employs SMOTE to address class imbalance, while focal loss is utilized as an evaluation tool to analyze the classifiers' focus on hard-to-classify and minority class samples. It is important to note that the hybrid IDS has exhibited higher accuracy compared to Decision Tree - C4.5 with total rewards maximized, indicating the adaptive learning and stability in changing environments. The proposed model achieved an accuracy of 99.03% for binary classes, 98.55% for the five classes, and 99.56% for the 14-class experiment when using the initial classification with the Decision Tree (C4.5) model on the Canadian Institute for Cybersecurity, Internet of Medical Things-2024(CICIoMT2024) dataset. The initial classification and latency results are additionally compared to a few other lightweight classifiers such as Random Forest, XGBoost, and Simple Neural Networks. To bring adaptability and dynamic threat detection of Deep Reinforcement Learning (DRL) classifiers, the C4.5 model was integrated into a DQN framework to address evolving network threats over time. The hybrid model also persisted with improved performance, measuring 99.20% accuracy for the binary classes with CICIoMT2024 dataset. Proposed IDS was also evaluated for its generalization capability across heterogeneous datasets, i-e, WUSTL-EHMS, ECU-IoHT, DF_IOMT, and CICIOT23. The model consistently achieved high detection performance across the datasets and outperformed their respective previously achieved results with the C4.5 supervised classifier, which verified its robustness and flexibility across different IoMT contexts. The proposed hybrid IDS is therefore validated as a deployment-aware, lightweight, and adaptive framework capable of effective intrusion detection in dynamic healthcare settings that are resource-limited and demand real-time responsiveness.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,890
Score d'incertitude au seuil0,477

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
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 savante0,0000,001
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 Opus0,007
Tête enseignante GPT0,221
Écart entre enseignants0,214 · 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.

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

Citations4
Publié2025
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Résumé présentoui

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