پدافند الکترونیکی و سایبری

پدافند الکترونیکی و سایبری

رویکرد یادگیری گروهی مبتنی بر رأی‌گیری برای تشخیص نفوذ در شبکه‌های اینترنت اشیای نرم‌افزار محور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد،گروه مهندسی کامپیوتر، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 استادیار،گروه مهندسی کامپیوتر- دانشکده فنی مهندسی- دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز- تبریز- ایران
چکیده
ادغام شبکه‌های نرم‌افزارمحور با اینترنت اشیاء مزایای چشمگیری نظیر کنترل متمرکز، مقیاس‌پذیری بالا و مدیریت بهینه شبکه را فراهم می‌سازد. با این وجود، این همگرایی موجب ایجاد چالش‌های امنیتی جدیدی می‌گردد؛ به‌ویژه به‌دلیل گسترش سطح حمله ناشی از حجم عظیم و متنوع داده‌های تولیدشده توسط دستگاه‌های اینترنت اشیا . سامانه‌های سنتی تشخیص نفوذ در تحلیل مؤثر و دقیق ترافیک ناهمگن و پویا عملکرد ضعیفی داشته و در برابر تهدیدات نوظهور ناکارآمد ظاهر می‌شوند. در این مقاله، یک سامانه تشخیص نفوذ مبتنی بر یادگیری گروهی ارائه شده است که به‌طور خاص برای محیط‌های اینترنت اشیا مبتی بر شبکه‌های نرم افزار محور طراحی گردیده است. روش پیشنهادی از یک دسته‌بند رأی‌گیر با راهبرد سخت بهره می‌برد که در محیط پایتون 3 پیاده‌سازی شده است. این سامانه با ترکیب سه الگوریتم پایه جنگل تصادفی، درخت تصمیم‌گیری و نزدیک‌ترین همسایه و اعمال انتخاب ویژگی مجزا برای هر مدل، عملکرد هر دسته‌بند را بهینه می‌سازد. نتایج حاصل از ارزیابی تجربی با استفاده از مجموعه‌داده NSL-KDD، نشان‌دهنده دقت ۹۹٫۶۷٪، دقت مثبت برابر با ۹۹٫۷۸٪، پوشش برابر با ۹۹٫۵۳٪ و امتیاز F1 برابر با ۹۹٫۶۵٪ است. همچنین اعتبارسنجی روی مجموعه داده UNSW-NB15 نیز تعمیم‌پذیری روش را تأیید کرد. این نتایج بیانگر دقت بالا و توانایی مدل در شناسایی تهدیدات متنوع و کاهش نرخ هشدار نادرست می‌باشند. علاوه‌براین، استفاده از الگوریتم‌های پایه به‌همراه انتخاب ویژگی اختصاصی، موجب افزایش تاب‌آوری و تعمیم‌پذیری سامانه در برابر سناریوهای حمله پیچیده شده است. چارچوب پیشنهادی از قابلیت انطباق با داده‌های واقعی و محیط‌های عملیاتی پویا نیز برخوردار است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Voting-Based Ensemble Learning Approach for Intrusion Detection in SDN-IoT

نویسندگان English

Amirahmad Amjadi 1
Shiva TaghipourEivazi 2
1 Master's Degree Department of Computer Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Assistant Professor,Department of computer Engineering, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده English

The integration of Software-Defined Networking (SDN) with the Internet of Things (IoT) provides significant advantages such as centralized control, enhanced scalability, and more efficient network management. However, this convergence introduces substantial security challenges due to the expanded attack surface created by the massive and heterogeneous data generated by IoT devices. Traditional Intrusion Detection Systems (IDS) often struggle to effectively analyze and manage such dynamic traffic, leading to reduced detection accuracy and increased vulnerability to emerging threats. To address these challenges, this paper proposes a machine learning–based ensemble IDS specifically designed for SDN-enabled IoT environments. The proposed system , implemented in Python 3, employs a hard voting strategy that combines Random Forest, Decision Tree, and K-Nearest Neighbors (KNN), with feature selection applied individually to each classifier to improve performance before ensembling. Experimental evaluation conducted using the NSL-KDD dataset demonstrates that the proposed approach achieves an accuracy of 99.67%, precision of 99.78%, recall of 99.53%, and F1-score of 99.65%. Additional validation on the UNSW-NB15 dataset further confirmed the robustness and generalizability of the method. These results indicate the system’s high effectiveness in detecting diverse attack patterns with minimal false alarms, making it suitable for real-world SDN-IoT environments.

کلیدواژه‌ها English

Machine Learning
Feature Selection
Software-Defined Networking
Internet of Things
Ensemble Learning
Intrusion Detection

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 29 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 26 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 26 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 04 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 29 شهریور 1405