The application of Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML) to cybersecurity challenges has gained traction in industry and academia, partially as a result of widespread malware attacks on critical systems such as cloud infrastructures and government institutions. Intrusion Detection Systems (IDS), using some forms of AI, have received widespread adoption due to their ability to handle vast amounts of data with a high prediction accuracy. These systems are hosted in the organizational Cyber Security Operation Center (CSoC) as a defense tool to monitor and detect malicious network flow that would otherwise impact the Confidentiality, Integrity, and Availability (CIA). CSoC analysts rely on these systems to make decisions about the detected threats. However, IDSs designed using Deep Learning (DL) techniques are often treated as black box models and do not provide a justification for their predictions. This creates a barrier for CSoC analysts, as they are unable to improve their decisions based on the model's predictions. One solution to this problem is to design explainable IDS (X-IDS). This survey reviews the state-of-the-art in explainable AI (XAI) for IDS, its current challenges, and discusses how these challenges span to the design of an X-IDS. In particular, we discuss black box and white box approaches comprehensively. We also present the tradeoff between these approaches in terms of their performance and ability to produce explanations. Furthermore, we propose a generic architecture that considers human-in-the-loop which can be used as a guideline when designing an X-IDS. Research recommendations are given from three critical viewpoints: the need to define explainability for IDS, the need to create explanations tailored to various stakeholders, and the need to design metrics to evaluate explanations.


翻译:人工智能(AI)和机器学习(ML)对网络安全挑战的应用在工业和学术界中得到了推动,部分由于对云层基础设施和政府机构等关键系统(如云基础设施和政府机构)的广泛恶意软件袭击,因此在行业和学术界应用人工智能(AI)和机器学习(ML)来应对网络安全挑战,这在行业和学术界得到了推动,部分部分由于对云基础设施和政府机构等关键系统的广泛恶意软件攻击,因此在行业和学术界应用人工智能(AI)和机器学习(ML)来应对网络安全挑战。 入侵探测系统(IDS)使用某些形式,由于能够以高预测性高的准确性处理大量数据,因此得到了广泛采用。这些系统是组织网络安全行动中心(CSoC)的托管,作为监测和检测工具,用来监测和检测会影响保密、完整性和可获取性(CIA)的恶意网络流的防御工具。 CSoC分析分析员依靠这些系统来就所发现的威胁做出决策。 但是,使用深学习(DL)技术设计的ID(DL)系统往往被当作黑箱模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型,而没有理由。 这给C分析了CS设计分析分析分析分析分析分析分析这些分析分析分析分析分析分析分析员,因为CS设计这些分析分析员,,这为CS设计这些分析员无法改进这些分析这些分析这些分析员,因为CS设计这些分析这些分析这些分析这些分析员无法改进这些分析这些分析这些分析分析这些分析这些分析这些分析员。 。

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