In the last years, the number of IoT devices deployed has suffered an undoubted explosion, reaching the scale of billions. However, some new cybersecurity issues have appeared together with this development. Some of these issues are the deployment of unauthorized devices, malicious code modification, malware deployment, or vulnerability exploitation. This fact has motivated the requirement for new device identification mechanisms based on behavior monitoring. Besides, these solutions have recently leveraged Machine and Deep Learning techniques due to the advances in this field and the increase in processing capabilities. In contrast, attackers do not stay stalled and have developed adversarial attacks focused on context modification and ML/DL evaluation evasion applied to IoT device identification solutions. This work explores the performance of hardware behavior-based individual device identification, how it is affected by possible context- and ML/DL-focused attacks, and how its resilience can be improved using defense techniques. In this sense, it proposes an LSTM-CNN architecture based on hardware performance behavior for individual device identification. Then, previous techniques have been compared with the proposed architecture using a hardware performance dataset collected from 45 Raspberry Pi devices running identical software. The LSTM-CNN improves previous solutions achieving a +0.96 average F1-Score and 0.8 minimum TPR for all devices. Afterward, context- and ML/DL-focused adversarial attacks were applied against the previous model to test its robustness. A temperature-based context attack was not able to disrupt the identification. However, some ML/DL state-of-the-art evasion attacks were successful. Finally, adversarial training and model distillation defense techniques are selected to improve the model resilience to evasion attacks, without degrading its performance.


翻译:在过去的几年里,部署的IOT装置数量发生了无可置疑的爆炸,达到数十亿个规模。然而,随着这一发展,出现了一些新的网络安全问题,其中一些问题是部署未经授权的装置、恶意代码修改、恶意软件部署或脆弱性开发。这一事实促使需要基于行为监测的新设备识别机制。此外,由于该领域的进步和处理能力的提高,这些解决方案最近利用了机器和深学习技术。相比之下,攻击者并没有停滞不前,而是发展了以背景修改和ML/DL评估规避为焦点的对立攻击,而将环境修改和ML/DL评估规避应用于IOT设备识别解决方案。这项工作探索了基于硬件行为的个人设备识别的性能,如何受到可能发生的上下文和ML/D重点攻击的影响,以及如何利用防御技术来改进其复原力。此外,这些解决方案基于个人模型识别的硬件性能行为规范,而以前的技术则与使用45个 Rasperry Pi 设备所收集的硬件性能数据集进行了对比。在应用相同的软件中,LTM-D 和TRA-CS-CS-S-S-S-S-S-S-S-C-S-CR-S-S-S-S-S-S-S-S-C-Sl-S-S-S-S-S-Sl-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-Sl-S-S-S-Sl-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S

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