The Internet of Things (IoT) faces tremendous security challenges. Machine learning models can be used to tackle the growing number of cyber-attack variations targeting IoT systems, but the increasing threat posed by adversarial attacks restates the need for reliable defense strategies. This work describes the types of constraints required for a realistic adversarial cyber-attack example and proposes a methodology for a trustworthy adversarial robustness analysis with a realistic adversarial evasion attack vector. The proposed methodology was used to evaluate three supervised algorithms, Random Forest (RF), Extreme Gradient Boosting (XGB), and Light Gradient Boosting Machine (LGBM), and one unsupervised algorithm, Isolation Forest (IFOR). Constrained adversarial examples were generated with the Adaptative Perturbation Pattern Method (A2PM), and evasion attacks were performed against models created with regular and adversarial training. Even though RF was the least affected in binary classification, XGB consistently achieved the highest accuracy in multi-class classification. The obtained results evidence the inherent susceptibility of tree-based algorithms and ensembles to adversarial evasion attacks and demonstrates the benefits of adversarial training and a security by design approach for a more robust IoT network intrusion detection and cyber-attack classification.


翻译:互联网(IoT)面临巨大的安全挑战。机器学习模式可以用来应对针对IOT系统的网络攻击变变变数量日益增多的现象,但对抗性攻击所构成的日益严重的威胁再次表明需要可靠的防御战略。这项工作描述了现实的对抗性网络攻击范例所需的制约类型,并介绍了现实的对抗性网络攻击实例所需的制约类型,并提出了一种方法,以现实的对抗性规避攻击矢量来进行可靠的对抗性对抗性网络攻击分析,并提出了以现实的对抗性对抗性对抗性对抗攻击矢量(IoT)面临巨大的安全挑战。拟议方法用于评价三种受监督的演算,即随机森林(Rand Forest )、极快速推动(XGB)和光增速推推推推推工具(LGBBM)以及一个不受监督的算法(IGB)以及一个不受监督的算法(IFOR ) 。通过适应性强型的防范性对互联网的培训和安全设计,对定期和对抗性培训所创建的模式进行了规避。尽管RF在二分类中受影响最小,但XGB始终在多级分类中达到最高准确性。获得的结果证明树制和耐性分析的结果证明树制算和反反反反反反攻击攻击攻击攻击攻击攻击攻击、更激烈的网络的网络的网络侦察培训和安全设计了网络的网络的网络的网络的升级法、安全设计,并设计了网络的升级的系统、研发税的系统、安全设计,并设计了网络的网络的升级的升级的升级的系统、防税的系统的系统、安全设计,并设计了网络的系统的系统、防税的系统、研发税的系统、研发税的系统、研发税的系统的系统、研发税的系统、安全设计的系统、研发税的系统的系统的系统的系统的系统、研发税的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统、安全设计,设计、安全设计、研发税的系统的系统的系统的系统的系统、研发税的系统,设计的系统、安全设计的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统的系统、以及安全设计的系统、以及安全设计的系统、以及安全设计的系统的系统

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