With the rise in Internet of Things (IoT) devices, home network management and security are becoming complex. There is an urgent requirement to make smart home network management efficient. This work proposes an SDN-based architecture to secure smart home networks through K-Nearest Neighbor (KNN) based device classifications and malicious traffic detection. The efficiency is further enhanced by offloading the computation-intensive KNN model to Field Programmable Gate Arrays (FPGA), which offers parallel processing power of GPU platforms at lower costs and higher efficiencies, and can be used to accelerate time-sensitive tasks. The proposed parallelization and implementation of KNN on FPGA are achieved by using the Vivado Design Suite from Xilinx and High-Level Synthesis (HLS). When optimized with 10-fold cross-validation, the proposed solution for KNN consistently exhibits the best performances on FPGA when compared with four alternative KNN instances (i.e., 78\% faster than the parallel bubble sort-based implementation and 99\% faster than the other three sorting algorithms). Moreover, with 36,225 training samples, the proposed KNN solution classifies a test query with 95\% accuracy in approximately 4 milliseconds on FPGA compared to 57 seconds on a CPU platform.


翻译:随着互联网(IoT)装置的兴起,家庭网络管理和安全变得日益复杂,迫切需要提高智能型家庭网络管理的效率。这项工作提议建立基于SDN的SDN架构,通过K-Nearest邻居(KNNN)的装置分类和恶意交通检测,确保智能家庭网络。由于将计算密集的KNN模型卸载到外地可编程门阵列(FPGA),使GPU平台的平行处理能力降低成本,提高效率,并可用于加速时间敏感的任务。拟议在FPGA上的 KNNN的平行化和实施是通过使用Xilinx和高级合成(HLS)的Vivado设计套件实现的。如果以10倍交叉校验优化,拟议的KNNN的解决方案在FPGA上展示了最佳表现,与四种可编程的KNNGA实例相比(即比平行的气泡类实施速度快78 ⁇ 快,比其他三种分类算速度快99 ⁇ 快)。此外,拟议的KNNNNGA解决方案在大约95秒的CFPGA测试中,比45秒的CFPA的精确度为45秒。

0
下载
关闭预览

相关内容

“知识神经元网络”KNN(Knowledge neural network)是一种以“神经元网络”模型 为基础的知识组织方法。 在“知识神经元网络”KNN 中,所谓的“知识”,是描述一个“知识”的文本,如一个网页、Word、PDF 文档等。
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
CNCC技术论坛丨新型持久内存系统与安全
中国计算机学会
7+阅读 · 2019年9月15日
CCF推荐 | 国际会议信息10条
Call4Papers
8+阅读 · 2019年5月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
计算机 | CCF推荐会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年10月18日
计算机类 | 11月截稿会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年10月14日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月24日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月23日
Arxiv
8+阅读 · 2020年6月15日
Accelerated Methods for Deep Reinforcement Learning
Arxiv
6+阅读 · 2019年1月10日
HAQ: Hardware-Aware Automated Quantization
Arxiv
6+阅读 · 2018年11月21日
VIP会员
相关VIP内容
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
CNCC技术论坛丨新型持久内存系统与安全
中国计算机学会
7+阅读 · 2019年9月15日
CCF推荐 | 国际会议信息10条
Call4Papers
8+阅读 · 2019年5月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
计算机 | CCF推荐会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年10月18日
计算机类 | 11月截稿会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年10月14日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月24日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月23日
Arxiv
8+阅读 · 2020年6月15日
Accelerated Methods for Deep Reinforcement Learning
Arxiv
6+阅读 · 2019年1月10日
HAQ: Hardware-Aware Automated Quantization
Arxiv
6+阅读 · 2018年11月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员