臨時網路是一種去中心化、自我配置的網路,節點之間可以在沒有固定基礎設施的情況下進行通訊。這種網路常用於軍事、災後救援和物聯網 (IoT) 應用。每個節點同時充當主機和路由器,動態轉發數據。
在臨時網路中,洪水攻擊發生在一個惡意節點過度傳送假路由請求或數據封包,導致網路過載。這會造成資源耗盡、延遲增加,甚至可能導致網路故障。
最近針對臨時網路洪水攻擊的研究,主要集中在基於信任的路由、機器學習分類和自適應入侵檢測等方面。像是支持向量機 (SVM)、神經網絡和優化算法等技術,能提高攻擊檢測的準確性、可靠性和網路性能。混合模型進一步提高了準確性並減少了誤報。儘管在減輕這類攻擊方面取得了顯著進展,但目前的方法仍然難以平衡檢測準確性、保持能量效率以及適應快速變化的網路條件。
為了應對這些挑戰,最近發表了一篇新論文,提出了一種能量高效的混合路由協議,旨在使用卷積神經網絡-長短期記憶網絡 (CNN-LSTM) / 門控循環單元 (GRU) 模型來減輕臨時網路中的洪水攻擊。這種混合方法將機器學習與路由協議結合,優化能量效率,同時防止攻擊。該模型根據節點的封包傳輸行為將其分類為可信或不可信,並將超過預定閾值的節點列入黑名單。訓練過程中,從良性和惡意節點中提取特徵,分類依賴於學習到的模式。
為了提高準確性,該模型使用CNN進行特徵提取,然後使用LSTM或GRU進行序列學習,優化實時決策。當檢測到路由請求 (RREQ) 洪水攻擊時,協議會消除惡意節點,確保能量的節省。使用MATLAB創建訓練數據集並實現基於歐幾里得距離的分類。信任評估使用鏈接過期時間 (LET) 和剩餘能量 (RE),節點參與路由的最低信任值為0.5。最後,基於機器學習的AODV協議選擇信任值最高的節點,以優化封包傳遞並最小化重新路由。
為了評估所提出的方法,研究團隊在MATLAB R2023a中進行了模擬,以評估混合深度學習模型在臨時網路中檢測洪水攻擊的性能。模擬環境準確模擬了臨時網路的物理層,以確保現實的評估條件。分析了關鍵性能指標,包括封包傳遞比率、吞吐量、路由開銷、集群頭的穩定時間和攻擊檢測時間。
結果顯示,所提出的模型在性能上超過了現有的深度貝葉斯網絡 (DBN)、CNN和LSTM方法。它實現了更高的封包傳遞比率(60個節點時為96.10%)、改善的吞吐量(100個節點時為263 kbps)和較低的路由開銷。此外,它的攻擊檢測時間更快,超過了LSTM、CNN和DBN。分類性能指標進一步確認了其優越性,準確率達到95%、特異性90%和敏感性100%。這些發現驗證了該模型在增強臨時網路安全性方面的有效性。
所提出的混合深度學習模型在減輕洪水攻擊方面顯示出潛力,但也有其限制。隨著網路規模的增大,其計算複雜度增加,限制了在大型網路中的實時使用,並且需要大量的記憶體和處理能力。此外,依賴MATLAB模擬可能無法完全反映現實世界中臨時網路的動態。還需要定期更新和重新訓練,以適應不斷演變的攻擊策略。
總結來說,雖然混合模型 (CNN-LSTM和CNN-GRU) 的表現超過了基準方法,但計算開銷和攻擊演變等挑戰仍然存在。
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