Machine Learning (ML) has become pervasive, and its deployment in Network Intrusion Detection Systems (NIDS) is inevitable due to its automated nature and high accuracy compared to traditional models in processing and classifying large volumes of data. However, ML has been found to have several flaws, most importantly, adversarial attacks, which aim to trick ML models into producing faulty predictions. While most adversarial attack research focuses on computer vision datasets, recent studies have explored the suitability of these attacks against ML-based network security entities, especially NIDS, due to the wide difference between different domains regarding the generation of adversarial attacks. To further explore the practicality of adversarial attacks against ML-based NIDS in-depth, this paper presents several key contributions: identifying numerous practicality issues for evasion adversarial attacks on ML-NIDS using an attack tree threat model, introducing a taxonomy of practicality issues associated with adversarial attacks against ML-based NIDS, identifying specific leaf nodes in our attack tree that demonstrate some practicality for real-world implementation and conducting a comprehensive review and exploration of these potentially viable attack approaches, and investigating how the dynamicity of real-world ML models affects evasion adversarial attacks against NIDS. Our experiments indicate that continuous re-training, even without adversarial training, can reduce the effectiveness of adversarial attacks. While adversarial attacks can compromise ML-based NIDSs, our aim is to highlight the significant gap between research and real-world practicality in this domain, which warrants attention.


翻译:机器学习(ML)已变得无处不在,其在网络入侵检测系统(NIDS)中的部署是不可避免的,因为与传统模型相比,ML在处理和分类海量数据方面具有自动化特性和高准确性。然而,ML已被发现存在若干缺陷,其中最重要的是对抗性攻击,其目的是诱骗ML模型产生错误预测。尽管大多数对抗性攻击研究集中于计算机视觉数据集,但由于不同领域在生成对抗性攻击方面存在巨大差异,近期研究已开始探索这些攻击对基于ML的网络安全实体(尤其是NIDS)的适用性。为深入探讨针对基于ML的NIDS的对抗性攻击的实用性,本文提出了若干关键贡献:通过攻击树威胁模型识别了针对ML-NIDS的规避性对抗攻击的众多实用性问题;建立了与针对基于ML的NIDS的对抗性攻击相关的实用性问题的分类体系;识别了攻击树中若干展现出现实世界实施可行性的特定叶节点,并对这些潜在可行的攻击方法进行了全面综述与探讨;研究了现实世界ML模型的动态性如何影响针对NIDS的规避性对抗攻击。我们的实验表明,即使不进行对抗训练,持续重新训练也能降低对抗攻击的有效性。虽然对抗性攻击可能危及基于ML的NIDS,但我们的目标在于揭示该领域研究与现实实用性之间的显著差距,这一问题值得关注。

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
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
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
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