新一代僵尸网络利用人工智能(AI)技术来隐藏BotMasters的身份和避免检测的攻击意图。不幸的是,还没有现有的评估工具,能够评估现有防御战略对这种基于AI的僵尸攻击的有效性。在本文中,我们提出了一个顺序博弈论模型,能够分析突发策略僵尸网络攻击者和防守者可以使用达到纳什均衡(NE)的细节。当攻击者在最低攻击成本启动最大DDOS攻击时,在假设下计算实用程序功能,而后卫利用最大防御策略的最大防御策略。我们根据不同(模拟)云带大小的各种防御策略进行数值分析,与不同的攻击成功率值相关。我们的实验结果证实,国防的成功高度取决于根据仔细评估攻击率使用的防御策略数量。
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命令和控制(C&C)在攻击中很重要。它将命令从攻击者传输到受损的主机中的恶意软件。目前,一些攻击者在C&C任务中使用在线社交网络(OSN)。 OSN的C&C中有两个主要问题。首先,恶意软件找到攻击者的过程是可逆的。如果防御者分析了恶意软件样本,则在发布命令之前将暴露攻击者。其次,以普通或加密形式的命令被OSN视为异常内容,这会引起异常并触发攻击者的限制。防御者暴露后可以限制攻击者。在这项工作中,我们建议在OSN上使用AI驱动的C&C DEEPC2来解决这些问题。对于可逆的硬编码,恶意软件使用神经网络模型找到了攻击者。攻击者的头像被转换为​​一批特征向量,并且防御者无法使用模型和特征向量提前恢复头像。为了求解OSN上的异常内容,哈希碰撞和文本数据扩展用于将命令嵌入正常内容中。 Twitter上的实验表明,可以有效地生成命令包裹的推文。恶意软件可以在OSN上秘密地找到攻击者。安全分析表明,很难提前恢复攻击者的标识符。
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互联网连接系统的规模大大增加,这些系统比以往任何时候都更接触到网络攻击。网络攻击的复杂性和动态需要保护机制响应,自适应和可扩展。机器学习,或更具体地说,深度增强学习(DRL),方法已经广泛提出以解决这些问题。通过将深入学习纳入传统的RL,DRL能够解决复杂,动态,特别是高维的网络防御问题。本文提出了对为网络安全开发的DRL方法进行了调查。我们触及不同的重要方面,包括基于DRL的网络 - 物理系统的安全方法,自主入侵检测技术和基于多元的DRL的游戏理论模拟,用于防范策略对网络攻击。还给出了对基于DRL的网络安全的广泛讨论和未来的研究方向。我们预计这一全面审查提供了基础,并促进了未来的研究,探讨了越来越复杂的网络安全问题。
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数字化和远程连接扩大了攻击面,使网络系统更脆弱。由于攻击者变得越来越复杂和资源丰富,仅仅依赖传统网络保护,如入侵检测,防火墙和加密,不足以保护网络系统。网络弹性提供了一种新的安全范式,可以使用弹性机制来补充保护不足。一种网络弹性机制(CRM)适应了已知的或零日威胁和实际威胁和不确定性,并对他们进行战略性地响应,以便在成功攻击时保持网络系统的关键功能。反馈架构在启用CRM的在线感应,推理和致动过程中发挥关键作用。强化学习(RL)是一个重要的工具,对网络弹性的反馈架构构成。它允许CRM提供有限或没有事先知识和攻击者的有限攻击的顺序响应。在这项工作中,我们审查了Cyber​​恢复力的RL的文献,并讨论了对三种主要类型的漏洞,即姿势有关,与信息相关的脆弱性的网络恢复力。我们介绍了三个CRM的应用领域:移动目标防御,防守网络欺骗和辅助人类安全技术。 RL算法也有漏洞。我们解释了RL的三个漏洞和目前的攻击模型,其中攻击者针对环境与代理商之间交换的信息:奖励,国家观察和行动命令。我们展示攻击者可以通过最低攻击努力来欺骗RL代理商学习邪恶的政策。最后,我们讨论了RL为基于RL的CRM的网络安全和恢复力和新兴应用的未来挑战。
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互联网连接系统的指数增长产生了许多挑战,例如频谱短缺问题,需要有效的频谱共享(SS)解决方案。复杂和动态的SS系统可以接触不同的潜在安全性和隐私问题,需要保护机制是自适应,可靠和可扩展的。基于机器学习(ML)的方法经常提议解决这些问题。在本文中,我们对最近的基于ML的SS方法,最关键的安全问题和相应的防御机制提供了全面的调查。特别是,我们详细说明了用于提高SS通信系统的性能的最先进的方法,包括基于ML基于ML的基于的数据库辅助SS网络,ML基于基于的数据库辅助SS网络,包括基于ML的数据库辅助的SS网络,基于ML的LTE-U网络,基于ML的环境反向散射网络和其他基于ML的SS解决方案。我们还从物理层和基于ML算法的相应防御策略的安全问题,包括主要用户仿真(PUE)攻击,频谱感测数据伪造(SSDF)攻击,干扰攻击,窃听攻击和隐私问题。最后,还给出了对ML基于ML的开放挑战的广泛讨论。这种全面的审查旨在为探索新出现的ML的潜力提供越来越复杂的SS及其安全问题,提供基础和促进未来的研究。
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车辆(IOV)互联网(IOV),其中互连的车辆彼此通信并在公共网络上与道路基础设施通信,具有令人市性的社会经济利益,但也造成了新的网络身体威胁。车辆攻击者的数据可以使用像蜜罐等系统使用网络威胁情报进行现实地收集。不可否认,配置蜜罐在蜜罐攻击者互动的级别和执行和监测这些蜜罐的任何产生的开销和成本之间引入权衡。我们认为,通过战略性地配置蜜罐来代表IOV的组成部分,可以实现有效的欺骗,并参与攻击者来收集网络威胁情报。在本文中,我们展示了HoneyCar,这是IOV中蜜罐欺骗的新决策支持框架。 Honeycar在国家漏洞数据库(NVD)中的常见漏洞和曝光(CVE)中发现的自主和连通车辆的已知漏洞的存储库,以计算最佳蜜罐配置策略。通过采取游戏理论方法,我们将对手交互模拟作为重复的不完美信息零和游戏,其中IOV网络管理员选择一组漏洞,以便在蜜罐中提供,并且战略攻击者选择IOV的脆弱性在不确定性下剥削。我们的调查是通过检查两种不同版本的游戏,并没有重新配置成本来证实,以赋予网络管理员来确定最佳蜜罐配置。我们在一个现实用例中评估Honeycar,以支持决策者,以确定IOV中的战略部署的最佳蜜罐配置策略。
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随着数字时代的出现,由于技术进步,每天的任务都是自动化的。但是,技术尚未为人们提供足够的工具和保障措施。随着互联网连接全球越来越多的设备,确保连接设备的问题以均匀的螺旋速率增长。数据盗窃,身份盗窃,欺诈交易,密码妥协和系统漏洞正在成为常规的日常新闻。最近的人工智能进步引起了网络攻击的激烈威胁。 AI几乎应用于不同科学和工程的每个领域。 AI的干预不仅可以使特定任务自动化,而且可以提高效率。因此,很明显,如此美味的传播对网络犯罪分子来说是非常开胃的。因此,传统的网络威胁和攻击现在是``智能威胁''。本文讨论了网络安全和网络威胁,以及传统和智能的防御方式,以防止网络攻击。最终,结束讨论,以潜在的潜在前景结束讨论AI网络安全。
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机器学习是一个人工智能(AI)的领域,对于几个关键系统来说变得至关重要,使其成为威胁参与者的良好目标。威胁参与者利用不同的策略,技术和程序(TTP),以防止机器学习(ML)系统的机密性,完整性和可用性。在ML周期期间,他们将对抗性TTP利用为毒数据和基于ML ML的系统。近年来,已经为传统系统提出了多种安全惯例,但它们不足以应对基于ML的系统的性质。在本文中,我们对针对基于ML的系统的威胁进行了实证研究,旨在了解和表征ML威胁的性质并确定常见的缓解策略。该研究基于MITER的ATLAS数据库,AI事件数据库和文献的89个现实世界ML攻击方案。从GitHub搜索和Python包装咨询数据库中的854毫升存储库,根据其声誉选择。 AI事件数据库和文献的攻击用于识别Atlas中未记录的漏洞和新类型的威胁。结果表明,卷积神经网络是攻击情景中最有针对性的模型之一。最大漏洞突出的ML存储库包括TensorFlow,OpenCV和笔记本。在本文中,我们还报告了研究的ML存储库中最常见的漏洞,最有针对性的ML阶段和模型,是ML阶段和攻击方案中最常用的TTP。对于红色/蓝色团队,该信息尤其重要,以更好地进行攻击/防御,从业人员在ML开发过程中防止威胁以及研究人员开发有效的防御机制。
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This paper presents a game-theoretic framework to study the interactions of attack and defense for deep learning-based NextG signal classification. NextG systems such as the one envisioned for a massive number of IoT devices can employ deep neural networks (DNNs) for various tasks such as user equipment identification, physical layer authentication, and detection of incumbent users (such as in the Citizens Broadband Radio Service (CBRS) band). By training another DNN as the surrogate model, an adversary can launch an inference (exploratory) attack to learn the behavior of the victim model, predict successful operation modes (e.g., channel access), and jam them. A defense mechanism can increase the adversary's uncertainty by introducing controlled errors in the victim model's decisions (i.e., poisoning the adversary's training data). This defense is effective against an attack but reduces the performance when there is no attack. The interactions between the defender and the adversary are formulated as a non-cooperative game, where the defender selects the probability of defending or the defense level itself (i.e., the ratio of falsified decisions) and the adversary selects the probability of attacking. The defender's objective is to maximize its reward (e.g., throughput or transmission success ratio), whereas the adversary's objective is to minimize this reward and its attack cost. The Nash equilibrium strategies are determined as operation modes such that no player can unilaterally improve its utility given the other's strategy is fixed. A fictitious play is formulated for each player to play the game repeatedly in response to the empirical frequency of the opponent's actions. The performance in Nash equilibrium is compared to the fixed attack and defense cases, and the resilience of NextG signal classification against attacks is quantified.
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医学事物互联网(IOMT)允许使用传感器收集生理数据,然后将其传输到远程服务器,这使医生和卫生专业人员可以连续,永久地分析这些数据,并在早期阶段检测疾病。但是,使用无线通信传输数据将其暴露于网络攻击中,并且该数据的敏感和私人性质可能代表了攻击者的主要兴趣。在存储和计算能力有限的设备上使用传统的安全方法无效。另一方面,使用机器学习进行入侵检测可以对IOMT系统的要求提供适应性的安全响应。在这种情况下,对基于机器学习(ML)的入侵检测系统如何解决IOMT系统中的安全性和隐私问题的全面调查。为此,提供了IOMT的通用三层体系结构以及IOMT系统的安全要求。然后,出现了可能影响IOMT安全性的各种威胁,并确定基于ML的每个解决方案中使用的优势,缺点,方法和数据集。最后,讨论了在IOMT的每一层中应用ML的一些挑战和局限性,这些挑战和局限性可以用作未来的研究方向。
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随着智能设备的扩散和通信中的旋转,配电系统逐渐从被动,手动操作和不灵活的,到大规模互连的网络物理智能电网,以解决未来的能源挑战。然而,由于部署的大规模复杂性和资源限制,若干尖端技术的集成引入了几种安全和隐私漏洞。最近的研究趋势表明,虚假数据注入(FDI)攻击正成为整个智能电网范式内最恶毒的网络威胁之一。因此,本文介绍了对积极分配系统内的直接投资袭击事件的最近进展的全面调查,并提出了分类法,以对智能电网目标进行外商直接投资威胁。相关研究与攻击方法和对电力分配网络的影响形成鲜明对比和总结。最后,我们确定了一些研究差距并推荐了一些未来的研究方向,以指导和激励前瞻性研究人员。
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越来越多的东西数量(物联网)设备使得必须了解他们在网络安全方面所面临的真实威胁。虽然蜜罐已经历史上用作诱饵设备,以帮助研究人员/组织更好地了解网络的威胁动态及其影响,因此由于各种设备及其物理连接,IOT设备为此目的构成了独特的挑战。在这项工作中,通过在低互动蜜罐生态系统中观察真实世界攻击者的行为,我们(1)我们(1)介绍了创建多阶段多方面蜜罐生态系统的新方法,逐渐增加了蜜罐的互动的复杂性有了对手,(2)为相机设计和开发了一个低交互蜜罐,允许研究人员对攻击者的目标进行更深入的了解,并且(3)设计了一种创新的数据分析方法来识别对手的目标。我们的蜜罐已经活跃三年了。我们能够在每个阶段收集越来越复杂的攻击数据。此外,我们的数据分析指向蜜罐中捕获的绝大多数攻击活动共享显着的相似性,并且可以集聚集和分组,以更好地了解野外物联网攻击的目标,模式和趋势。
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随着物联网设备的扩散,研究人员在机器学习的帮助下开发了各种IOT设备识别方法。尽管如此,这些识别方法的安全性主要取决于收集的培训数据。在这项研究中,我们提出了一种名为IOTGan的新型攻击策略来操纵IoT设备的流量,使得它可以避免基于机器学习的IOT设备识别。在IOTGAN的发展中,我们有两个主要的技术挑战:(i)如何在黑匣子环境中获得歧视模型,并如何通过操纵模型将扰动添加到物联网交通中,从而逃避识别不影响物联网设备的功能。为了解决这些挑战,基于神经网络的替代模型用于将目标模型放在黑盒设置中,它作为IOTGAN中的歧视模型。培训操纵模型,以将对抗性扰动添加到物联网设备的流量中以逃避替代模型。实验结果表明,IOTAN可以成功实现攻击目标。我们还开发了高效的对策,以保护基于机器的机器学习的IOT设备识别由IOTGAN破坏。
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窃取对受控信息的攻击,以及越来越多的信息泄漏事件,已成为近年来新兴网络安全威胁。由于蓬勃发展和部署先进的分析解决方案,新颖的窃取攻击利用机器学习(ML)算法来实现高成功率并导致大量损坏。检测和捍卫这种攻击是挑战性和紧迫的,因此政府,组织和个人应该非常重视基于ML的窃取攻击。本调查显示了这种新型攻击和相应对策的最新进展。以三类目标受控信息的视角审查了基于ML的窃取攻击,包括受控用户活动,受控ML模型相关信息和受控认证信息。最近的出版物总结了概括了总体攻击方法,并导出了基于ML的窃取攻击的限制和未来方向。此外,提出了从三个方面制定有效保护的对策 - 检测,破坏和隔离。
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由于它们在各个域中的大量成功,深入的学习技术越来越多地用于设计网络入侵检测解决方案,该解决方案检测和减轻具有高精度检测速率和最小特征工程的未知和已知的攻击。但是,已经发现,深度学习模型容易受到可以误导模型的数据实例,以使所谓的分类决策不正确(对抗示例)。此类漏洞允许攻击者通过向恶意流量添加小的狡猾扰动来逃避检测并扰乱系统的关键功能。在计算机视觉域中广泛研究了深度对抗学习的问题;但是,它仍然是网络安全应用中的开放研究领域。因此,本调查探讨了在网络入侵检测领域采用对抗机器学习的不同方面的研究,以便为潜在解决方案提供方向。首先,调查研究基于它们对产生对抗性实例的贡献来分类,评估ML的NID对逆势示例的鲁棒性,并捍卫这些模型的这种攻击。其次,我们突出了调查研究中确定的特征。此外,我们讨论了现有的通用对抗攻击对NIDS领域的适用性,启动拟议攻击在现实世界方案中的可行性以及现有缓解解决方案的局限性。
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边缘计算是一个将数据处理服务转移到生成数据的网络边缘的范式。尽管这样的架构提供了更快的处理和响应,但除其他好处外,它还提出了必须解决的关键安全问题和挑战。本文讨论了从硬件层到系统层的边缘网络体系结构出现的安全威胁和漏洞。我们进一步讨论了此类网络中的隐私和法规合规性挑战。最后,我们认为需要一种整体方法来分析边缘网络安全姿势,该姿势必须考虑每一层的知识。
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随着全球人口越来越多的人口驱动世界各地的快速城市化,有很大的需要蓄意审议值得生活的未来。特别是,随着现代智能城市拥抱越来越多的数据驱动的人工智能服务,值得记住技术可以促进繁荣,福祉,城市居住能力或社会正义,而是只有当它具有正确的模拟补充时(例如竭尽全力,成熟机构,负责任治理);这些智能城市的最终目标是促进和提高人类福利和社会繁荣。研究人员表明,各种技术商业模式和特征实际上可以有助于极端主义,极化,错误信息和互联网成瘾等社会问题。鉴于这些观察,解决了确保了诸如未来城市技术基岩的安全,安全和可解释性的哲学和道德问题,以为未来城市的技术基岩具有至关重要的。在全球范围内,有能够更加人性化和以人为本的技术。在本文中,我们分析和探索了在人以人为本的应用中成功部署AI的安全,鲁棒性,可解释性和道德(数据和算法)挑战的关键挑战,特别强调这些概念/挑战的融合。我们对这些关键挑战提供了对现有文献的详细审查,并分析了这些挑战中的一个可能导致他人的挑战方式或帮助解决其他挑战。本文还建议了这些域的当前限制,陷阱和未来研究方向,以及如何填补当前的空白并导致更好的解决方案。我们认为,这种严谨的分析将为域名的未来研究提供基准。
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联邦学习(FL)变得流行,并在训练大型机器学习(ML)模型的情况下表现出很大的潜力,而不会使所有者的原始数据曝光。在FL中,数据所有者可以根据其本地数据培训ML模型,并且仅将模型更新发送到模型更新,而不是原始数据到模型所有者进行聚合。为了提高模型准确性和培训完成时间的学习绩效,招募足够的参与者至关重要。同时,数据所有者是理性的,可能不愿意由于资源消耗而参与协作学习过程。为了解决这些问题,最近有各种作品旨在激励数据业主贡献其资源。在本文中,我们为文献中提出的经济和游戏理论方法提供了全面的审查,以设计刺激数据业主参加流程培训过程的各种计划。特别是,我们首先在激励机制设计中常用的佛罗里达州的基础和背景,经济理论。然后,我们审查博弈理论和经济方法应用于FL的激励机制的应用。最后,我们突出了一些开放的问题和未来关于FL激励机制设计的研究方向。
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机器学习与服务(MLAAS)已成为广泛的范式,即使是通过例如,也是客户可用的最复杂的机器学习模型。一个按要求的原则。这使用户避免了数据收集,超参数调整和模型培训的耗时过程。但是,通过让客户访问(预测)模型,MLAAS提供商危害其知识产权,例如敏感培训数据,优化的超参数或学到的模型参数。对手可以仅使用预测标签创建模型的副本,并以(几乎)相同的行为。尽管已经描述了这种攻击的许多变体,但仅提出了零星的防御策略,以解决孤立的威胁。这增加了对模型窃取领域进行彻底系统化的必要性,以全面了解这些攻击是成功的原因,以及如何全面地捍卫它们。我们通过对模型窃取攻击,评估其性能以及探索不同设置中相应的防御技术来解决这一问题。我们为攻击和防御方法提出了分类法,并提供有关如何根据目标和可用资源选择正确的攻击或防御策略的准则。最后,我们分析了当前攻击策略使哪些防御能力降低。
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防御网络攻击的计算机网络需要及时应对警报和威胁情报。关于如何响应的决定涉及基于妥协指标的多个节点跨多个节点协调动作,同时最大限度地减少对网络操作的中断。目前,PlayBooks用于自动化响应过程的部分,但通常将复杂的决策留给人类分析师。在这项工作中,我们在大型工业控制网络中提出了一种深度增强学习方法,以便在大型工业控制网络中进行自主反应和恢复。我们提出了一种基于关注的神经结构,其在保护下灵活地灵活。要培训和评估自治防御者代理,我们提出了一个适合加强学习的工业控制网络仿真环境。实验表明,学习代理可以有效减轻在执行前几个月几个月的可观察信号的进步。所提出的深度加强学习方法优于模拟中完全自动化的Playbook方法,采取更少的破坏性动作,同时在网络上保留更多节点。学习的政策对攻击者行为的变化也比PlayBook方法更加强大。
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