論文の概要: CyberForce: A Federated Reinforcement Learning Framework for Malware Mitigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.05978v4
• Date: Mon, 30 Sep 2024 09:19:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-01 22:00:34.961186
• Title: CyberForce: A Federated Reinforcement Learning Framework for Malware Mitigation
• Title（参考訳）: CyberForce: マルウェア除去のためのフェデレーション強化学習フレームワーク
• Authors: Chao Feng, Alberto Huertas Celdran, Pedro Miguel Sanchez Sanchez, Jan Kreischer, Jan von der Assen, Gerome Bovet, Gregorio Martinez Perez, Burkhard Stiller,
• Abstract要約: CyberForceは、フェデレーションと強化学習(FRL)を組み合わせて、ゼロデイ攻撃を緩和するための適切なMTDテクニックを学ぶフレームワークである。 実験の結果、CyberForceは既存のRLベースの集中型アプローチよりも高速に攻撃を緩和するMTD技術を学んだ。 エージェント学習プロセスで使用される異なる集約アルゴリズムは、CyberForceに悪意のある攻撃に対する顕著な堅牢性を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.22761577977019
• License:
• Abstract: Recent research has shown that the integration of Reinforcement Learning (RL) with Moving Target Defense (MTD) can enhance cybersecurity in Internet-of-Things (IoT) devices. Nevertheless, the practicality of existing work is hindered by data privacy concerns associated with centralized data processing in RL, and the unsatisfactory time needed to learn right MTD techniques that are effective against a rising number of heterogeneous zero-day attacks. Thus, this work presents CyberForce, a framework that combines Federated and Reinforcement Learning (FRL) to collaboratively and privately learn suitable MTD techniques for mitigating zero-day attacks. CyberForce integrates device fingerprinting and anomaly detection to reward or penalize MTD mechanisms chosen by an FRL-based agent. The framework has been deployed and evaluated in a scenario consisting of ten physical devices of a real IoT platform affected by heterogeneous malware samples. A pool of experiments has demonstrated that CyberForce learns the MTD technique mitigating each attack faster than existing RL-based centralized approaches. In addition, when various devices are exposed to different attacks, CyberForce benefits from knowledge transfer, leading to enhanced performance and reduced learning time in comparison to recent works. Finally, different aggregation algorithms used during the agent learning process provide CyberForce with notable robustness to malicious attacks.
• Abstract（参考訳）: 近年の研究では、強化学習(RL)と移動目標防衛(MTD)の統合により、IoT(Internet-of-Things)デバイスにおけるサイバーセキュリティが向上することが示されている。 それでも、既存の作業の実践性は、RLにおける集中型データ処理に関連するデータプライバシの懸念や、不均一なゼロデイ攻撃の増加に対して有効な適切なMTD技術を学ぶのに必要な不満足な時間によって妨げられている。 この研究は、フェデレーションと強化学習(FRL)を組み合わせたフレームワークであるCyberForceを紹介し、ゼロデイ攻撃を緩和するための適切なMTDテクニックを共同でプライベートに学習する。 CyberForceはデバイスフィンガープリントと異常検出を統合して、FRLベースのエージェントによって選択されたMTDメカニズムを報酬または罰する。 このフレームワークは、異種マルウェアのサンプルに影響された実際のIoTプラットフォームの10の物理デバイスで構成されたシナリオでデプロイされ、評価されている。 実験のプールは、CyberForceが既存のRLベースの集中型アプローチよりも高速に攻撃を緩和するMTD技術を学ぶことを示した。 さらに、様々なデバイスが異なる攻撃にさらされると、CyberForceは知識伝達の恩恵を受け、性能が向上し、最近の研究と比べて学習時間が短縮される。 最後に、エージェント学習プロセスで使用される異なる集約アルゴリズムは、CyberForceに悪意のある攻撃に対する顕著な堅牢性を提供する。

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