Intrusion detection systems (IDSs) play a critical role in protecting billions of IoT devices from malicious attacks. However, the IDSs for IoT devices face inherent challenges of IoT systems, including the heterogeneity of IoT data/devices, the high dimensionality of training data, and the imbalanced data. Moreover, the deployment of IDSs on IoT systems is challenging, and sometimes impossible, due to the limited resources such as memory/storage and computing capability of typical IoT devices. To tackle these challenges, this article proposes a novel deep neural network/architecture called Constrained Twin Variational Auto-Encoder (CTVAE) that can feed classifiers of IDSs with more separable/distinguishable and lower-dimensional representation data. Additionally, in comparison to the state-of-the-art neural networks used in IDSs, CTVAE requires less memory/storage and computing power, hence making it more suitable for IoT IDS systems. Extensive experiments with the 11 most popular IoT botnet datasets show that CTVAE can boost around 1% in terms of accuracy and Fscore in detection attack compared to the state-of-the-art machine learning and representation learning methods, whilst the running time for attack detection is lower than 2E-6 seconds and the model size is lower than 1 MB. We also further investigate various characteristics of CTVAE in the latent space and in the reconstruction representation to demonstrate its efficacy compared with current well-known methods.


翻译:入侵检测系统(IDS)在保护数十亿物联网设备免受恶意攻击中发挥着关键作用。然而,针对物联网设备的IDS面临物联网系统固有的挑战,包括物联网数据/设备的异构性、训练数据的高维度以及数据的不平衡性。此外,由于典型物联网设备在内存/存储和计算能力等资源受限,在物联网系统上部署IDS极具挑战性,有时甚至不可行。为应对这些挑战,本文提出了一种新颖的深度神经网络/架构——约束型孪生变分自编码器(CTVAE),该架构能够为IDS的分类器提供更具可分性/可辨识性且维度更低的表征数据。与当前IDS领域最先进的神经网络相比,CTVAE所需内存/存储和计算能力更低,因而更适用于物联网入侵检测系统。基于11个最流行的物联网僵尸网络数据集的大量实验表明,与最先进的机器学习和表征学习方法相比,CTVAE在攻击检测的准确率和F值上可提升约1%,同时攻击检测运行时间低于2E-6秒,模型大小小于1 MB。我们还进一步研究了CTVAE在潜在空间和重构表征中的多种特性,以证明其相较于当前主流方法的优越性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
A Modern Introduction to Online Learning
Arxiv
21+阅读 · 2019年12月31日
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
10+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
8+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
8+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
10+阅读 · 8月1日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员