Classical generative adversarial networks (GANs) have been applied to generate adversarial network traffic capable of attacking intrusion detection systems, but they suffer from shortcomings such as the need for large amounts of high-dimensional datasets, mode collapse, and high computational overhead. In this work, we propose a hybrid quantum-classical GAN (QC-GAN) framework where a variational quantum generator is used to generate synthetic network traffic flows mimicking malicious traffic using latent representations. Instead of sampling classical noise vectors, we encode the latent vector (the hidden features) as a quantum state, which is the basis for claiming more expressive latent representations and reducing computational overhead. A classical discriminator will be trained on real-world datasets (UNSW-NB15) and the proposed QC-GAN-generated fake network flows. In this configuration, the generator aims to minimize the discriminator's ability to distinguish real from fake traffic, while the discriminator aims to maximize its classification accuracy, in an iterative manner. In our attack model, we assume that the attacker is a state actor with access to limited quantum computing power, whereas the discriminator is chosen to be classical, as will likely be the case for most end users and organizations. We test the generated flows using classical intrusion detection system (IDS) models, such as a random forest classifier and a convolutional neural network-based classifier, for their ability to bypass the detection process. This work aims to highlight the possibilities of quantum machine learning as a means of generating advanced attack flows and stress testing classical IDS. Lastly, we further evaluate how hardware-based noise affects these attacks to offer a new perspective on IDS, highlighting the need for a quantum resilient defense system.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
【GAN】生成对抗网络(GAN)的发展史
产业智能官
16+阅读 · 2020年3月20日
生成对抗网络GANs学习路线
专知
37+阅读 · 2019年6月10日
【学界】GANs最新综述论文: 生成式对抗网络及其变种如何有用
GAN生成式对抗网络
30+阅读 · 2019年1月5日
新手必看:生成对抗网络的初学者入门指导
AI研习社
13+阅读 · 2018年9月18日
历史最全GAN网络及其各种变体整理(附论文及代码实现)
一文读懂生成对抗网络GANs(附学习资源)
数据派THU
10+阅读 · 2018年2月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Generative Adversarial Networks: A Survey and Taxonomy
Adversarial Transfer Learning
Arxiv
12+阅读 · 2018年12月6日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
Arxiv
10+阅读 · 2018年2月17日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员