-
شماره ركورد
31231
-
پديد آورنده
احمد الخماسي
-
عنوان
بهبود تشخيص نفوذ در اينترنت اشيا با استفاده از شبكههاي عصبي عميق
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
نرم افزار
-
سال تحصيل
1403
-
تاريخ دفاع
26/6/1403
-
استاد راهنما
دكتر مرضيه ملكيمجد
-
استاد مشاور
استاد مشاور نداشتم
-
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
-
چكيده
رشد سريع اينترنت اشيا چالشهاي امنيتي قابل توجهي را به خصوص در زيرساختهاي حياتي، صنايع و شهرهاي هوشمند به همراه دارد. اين پاياننامه به بررسي كاربرد مدلهاي يادگيري عميق براي بهبود سيستمهاي تشخيص نفوذ در شبكههاي اينترنت اشيا، با تمركز بر افزايش دقت تشخيص و كارايي محاسباتي از طريق تنظيم فراپارامتر ميپردازد.
چهار طبقهبندي كننده يادگيري عميق مورد ارزيابي قرار گرفتند: شبكه تابع پايه شعاعي، شبكه حافظه كوتاهمدت طولاني، شبكه عصبي كانولوشنال و پرسپترون چندلايه. اين مدلها بر روي مجموعه دادههاي سيآيسي اينترنت اشيا (2023) براي طبقهبندي باينري، طبقهبندي چند كلاسه از هشت نوع حمله وطبقهبندي 33 حمله خاص آموزش داده شدند. يك رويكرد اعتبارسنجي متقاطع 10 برابري استفاده شد كه عملكرد را با امتياز F1، دقت، يادآوري، زمان تمرين و زمان پيشبيني اندازهگيري كرد.
نتايج پژوهش و آزمايشهاي ما نشان داد، شبكه عصبي كانولوشنال نسبت به ساير مدلها عملكرد بهتري داشت و بالاترين امتياز F1 را با 4.97%، با دقت 2.97% و يادآوري 6.97% به دست آورد، اگرچه نياز به آموزش و زمانهاي پيشبيني طولانيتري داشت. شبكه حافظه كوتاه-بلندمدت نيز عملكرد خوبي داشت، به خصوص در فراخواني 4.98%، اما زمان آموزش طولاني آن 34.518 ثانيه و زمان پيش بيني 45.8 ثانيه ميتواند مانع از برنامههاي بلادرنگ شود. شبكه تابع پايه شعاعي سريعترين زمان پيشبيني 12.3 ثانيه را داشت، اما از دقت پايين 1.81 % رنج ميبرد كه در نتيجه امتياز F1 پايينتري 8.88% بود كه باعث ميشود براي محيطهاي پرخطر كمتر قابل اعتماد باشد. پرسپترون چندلايه رويكرد متعادلي را ارائه كرد و به امتياز F1 3.%93 با زمانهاي آموزش و پيشبيني نسبتاً كوتاه دست يافت و آن را براي سناريوهاي كارآمد محاسباتي مناسب كرد.
اين پاياننامه بر اهميت تنظيم فراپارامتر در سيستمهاي تشخيص نفوذ مبتني بر يادگيري عميق براي محيطهاي اينترنت اشيا تأكيد ميكند. شبكه عصبي كانولوشن به عنوان قابل اعتمادترين شبكه براي كاربردهاي امنيتي بلادرنگ برجسته شده است، در حالي كه شبكه حافظه كوتاه مدت طولاني تعادل بهينه بين دقت تشخيص و سرعت را فراهم ميكند. شبكه تابع پايه شعاعي به بهينه سازي بيشتري نياز دارد تا بتواند براي تشخيص نفوذ با ريسك بالا قابل اجرا باشد، در حالي كه پرسپترون چندلايه به عنوان يك جايگزين محاسباتي كارآمد عمل ميكند.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/07/06
-
عنوان به انگليسي
Improving Intrusion Detection in Internet of Things using Deep Neural Networks
-
تاريخ بهره برداري
9/16/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
احمد جبار قاسم الخماسي
-
چكيده به لاتين
The rapid growth of the Internet of Things presents significant security challenges, particularly in critical infrastructures, industries, and smart cities. This thesis investigates the application of deep learning models to improve intrusion detection systems in Internet of Things networks, focusing on enhancing detection accuracy and computational efficiency through hyperparameter tuning.
Four deep learning classifiers were evaluated: Radial Basis Function Network, Long Short-Term Memory Network, Convolutional Neural Network, and Multilayer Perceptron. These models were trained on the CIC-IoT2023 dataset for binary classification, multi-class classification of eight attack types, and classification of 33 specific attacks. A 10-fold cross-validation approach was used, measuring performance by F1 score, precision, recall, training time, and prediction time.
Our Resluts indicate that the Convolutional Neural Network outperformed the other models, achieving the highest F1 score of 97.4%, with strong precision 97.2% and recall 97.6%, though it required longer training and prediction times. The Long Short-Term Memory Network also performed well, especially in recall 98.4%, but its extended training time 518.34s and prediction time 8.45s could hinder real-time applications. The Radial Basis Function Network had the fastest prediction time 3.12s but suffered from low precision 81.1%, resulting in a lower F1 score 88.8%, making it less reliable for high-risk environments. The Multilayer Perceptron offered a balanced approach, achieving an F1 score of 93.3% with relatively short training and prediction times, making it suitable for computationally efficient scenarios.
This study underscores the importance of hyperparameter tuning in deep learning-based intrusion detection systems for Internet of Things environments. The Convolutional Neural Network is highlighted as the most reliable for real-time security applications, while the Long Short-Term Memory Network provides an optimal balance between detection accuracy and speed. The Radial Basis Function Network requires further optimization to be viable for high-stakes intrusion detection, while the Multilayer Perceptron serves as a computationally efficient alternative.
-
كليدواژه هاي فارسي
امنيت سايبري , سيستم تشخيص نفوذ , اينترنت اشيا , مجموعه داده سيآيسي (2023) , يادگيري عميق , تنظيم فراپارامتر , حافظه كوتاه - بلند مدت , شبكه عصبي كانولوشنال , شبكه تابع پايه شعاعي , مدل پرسپترون چندلايه
-
كليدواژه هاي لاتين
Cyber Security , Intrusion Detection System , Internet of Things , CIC-IoT2023 Dataset , Deep Learning , Hyperparameter tuning , Short-Long-Term Memory , Convolutional Neural Network , Radial Basis Function Network , Multilayer Perceptron Model
-
Author
Ahmed Al-Khammasi
-
SuperVisor
Dr. Marzieh MalekiMajd
-
لينک به اين مدرک :