The computing device deployment explosion experienced in recent years, motivated by the advances of technologies such as Internet-of-Things (IoT) and 5G, has led to a global scenario with increasing cybersecurity risks and threats. Among them, device spoofing and impersonation cyberattacks stand out due to their impact and, usually, low complexity required to be launched. To solve this issue, several solutions have emerged to identify device models and types based on the combination of behavioral fingerprinting and Machine/Deep Learning (ML/DL) techniques. However, these solutions are not appropriated for scenarios where data privacy and protection is a must, as they require data centralization for processing. In this context, newer approaches such as Federated Learning (FL) have not been fully explored yet, especially when malicious clients are present in the scenario setup. The present work analyzes and compares the device model identification performance of a centralized DL model with an FL one while using execution time-based events. For experimental purposes, a dataset containing execution-time features of 55 Raspberry Pis belonging to four different models has been collected and published. Using this dataset, the proposed solution achieved 0.9999 accuracy in both setups, centralized and federated, showing no performance decrease while preserving data privacy. Later, the impact of a label-flipping attack during the federated model training is evaluated, using several aggregation mechanisms as countermeasure. Zeno and coordinate-wise median aggregation show the best performance, although their performance greatly degrades when the percentage of fully malicious clients (all training samples poisoned) grows over 50%.


翻译:近些年来,在诸如互联网网络(IoT)和5G等先进技术的推动下,计算机装置部署爆炸在最近几年中发生了爆炸。然而,这些解决方案并没有被批给数据隐私和保护必须集中处理的情景,因为需要数据集中处理。在这方面,诸如Federed Learning(FL)等更新的方法尚未得到充分探索,特别是当恶意客户出现在情景设置中时。为解决这一问题,目前的工作分析和比较了中央DL模型的设备模型识别性能和FL 1,同时使用基于时间的模型。为实验目的,一套包含由四种不同模型收集并公布的55 Rasperry Pis 执行时间比例的数据集。在进行最精确性能评估时,采用中央性能评估,在进行最精确性能评估时,采用中央性能评估,在进行最精确性能评估时,在进行最精确性能评估时,在进行最精确性能评估时,在最精确性能评估时,在最精确性能评估时,在中央性能评估时,在最精确性能上,在最精确性能评估时,在最精确性能方面,在最精确性能方面,在最精确性能上进行。

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