AI-Based Intrusion Detection Systems to Secure Internet of Things (IoT)
Notice bibliographique
Résumé
The Internet of Things (IoT) is comprised of numerous devices that are connected through wired or wireless networks, including sensors and actuators. The number of IoT applications has recently increased dramatically, including Smart Homes, Internet of Vehicles (IoV), Internet of Medical Things (IoMT), Smart Cities, and Wearables. IoT Analytics has reported that the number of connected devices is expected to grow 18% to 14.4 billion in 2022 and will be 27 billion by 2025. Security is a critical issue in today's IoT, due to the nature of the architecture, the types of devices, the different methods of communication (mainly wireless), and the volume of data being transmitted over the network. Furthermore, security will become even more important as the number of devices connected to the IoT increases. However, devices can protect themselves and detect threats with the Intrusion Detection System (IDS). IDS typically use one of two approaches: anomaly-based or signature-based. In this thesis, we define the problems and the particular requirements of securing the IoT environments, and we have proposed a Deep Learning (DL) anomaly-based model with optimal features selection to detect the different potential attacks in IoT environments. We then compare the performance results with other works that have been used for similar tasks. We also employ the idea of reinforcement learning to combine the two different IDS approaches (i.e., anomaly-based and signature-based) to enable the model to detect known and unknown IoT attacks and classify the recognized attacked into five classes: Denial of Service (DDoS), Probe, User-to-Root (U2R), Remote-to-Local (R2L), and Normal traffic. We have also shown the effectiveness of two trending machine-learning techniques, Federated and Transfer learning (FL/TL), over using the traditional centralized Machine and Deep Learning (ML/DL) algorithms. Our proposed models improve the model's performance, increase the learning speed, reduce the amount of data that needs to be trained, and reserve user data privacy when compared with the traditional learning approaches. The proposed models are implemented using the three benchmark datasets generated by the Canadian Institute for Cybersecurity (CIC), NSL-KDD, CICIDS2017, and the CSE-CIC-IDS2018. The performance results were evaluated in different metrics, including Accuracy, Detection Rate (DR), False Alarm Rate (FAR), Sensitivity, Specificity, F-measure, and training and fine-tuning times.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».