文章精要 | 北京航空航天大学王薇教授团队:基于区块链和联邦学习的物联网流量入侵检测算法

学术   2024-06-28 11:07   北京  

     在物联网中,联网设备越来越容易受到各种网络攻击的威胁。现有算法大多采用集中式训练方式,这可能会造成通信成本增加和数据隐私的泄露。此外,传统的模型训练方式无法识别新的未标记的攻击类型。为了解决这个问题,北京航空航天大学王薇教授团队撰写了研究论文:基于区块链和联邦学习的物联网流量入侵检测算法。

文章信息

标      题:

Blockchain based federated learning for intrusion detection for Internet of Things

引用格式:

Nan SUN, Wei WANG, Yongxin TONG, Kexin LIU. Blockchain based federated learning for intrusion detection for Internet of Things. Front. Comput. Sci., 2024, 18(5): 185328

阅读原文:


文章概述

     本文提出了一种分布式联邦入侵检测方法,利用标签数据中的信息作为先验知识,来发现新的未标记攻击类型。该方法经过公共数据集的验证和测试,相较于现有研究结果,能够确保训练的安全性并发现新的攻击类型。

基于区块链的联邦学习模型

技术步骤

     在这项研究中,建立了一个基于区块链的分布式联邦学习架构。所有参与实体在本地进行模型训练,并将模型参数上传到区块链上。采用协作模型参数验证机制和权益证明共识机制,排除恶意实体的参与。将区块链技术引入训练架构中,以确保联邦训练的安全和分布式协调。

      为了在本地模型训练过程中检测未知的攻击类型,整个模型训练过程包括三个阶段:预训练阶段、新攻击类型发现阶段和全局模型训练阶段。每个实体都采用端到端聚类算法,通过采用数据集的时空特征差异来区分不同的攻击类型。实验是在AWID数据集上进行的。

实验结果

      实验证据显示,与现有的研究方法相比,所提出的方法能更好地保证训练的安全性,并可以发现新的攻击类型。未来的工作可以专注于开发一种计算效率更高的模型共识机制,以支持物联网的实时需求。


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