علوم و فناوریهای پدافند نوین

علوم و فناوریهای پدافند نوین

مروری بر تشخیص و پیشگیری از حمله‌های سایبری در شبکه‌های صنعتی اینترنت اشیا با بهره‌گیری از یادگیری عمیق

نوع مقاله : کامپیوتر - محاسبات نرم و هوش مصنوعی

نویسندگان
1 استادیار،دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران
2 استادیار،گروه کامپیوتر، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
با گسترش اینترنت اشیا صنعتی در زیرساخت‌های حیاتی، تأمین امنیت این سامانه‌ها به یک ضرورت راهبردی تبدیل شده است. در این میان، روش‌های برپایه یادگیری عمیق به‌عنوان راهکارهای مؤثر برای بهبود دقت شناسایی حمله‌های سایبری مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، پراکندگی مطالعات، تنوع معماری‌های پیشنهادی و تفاوت در مجموعه‌داده‌ها و معیارهای ارزیابی، انجام مقایسه جامع میان این روش‌ها را دشوار نموده است. این پژوهش با رویکردی جامع، روش‌های مبتنی بر شبکه‌های عصبی کانولوشنی، بازگشتی، خودرمزگذار، شبکه‌های مولد خصمانه و یادگیری تقویتی عمیق را بررسی می‌کند. این روش‌ها از نظر معماری، سناریوی استقرار و عملکرد مقایسه‌ای مورد تحلیل قرار گرفتند. ورودی این پژوهش، شامل مطالعات منتخب حوزه تشخیص نفوذ مبتنی بر یادگیری عمیق، مجموعه‌داده‌های متداول ترافیک شبکه و شاخص‌های عملکرد گزارش‌شده است. نوآوری و خروجی این پژوهش در ارائه یک چارچوب تحلیلی ساختاریافته برای مقایسه چندمعیاره روش‌های موجود، یکپارچه‌سازی نتایج عددی پراکنده، شناسایی خلأهای پژوهشی کلیدی مرتبط با مقیاس‌پذیری، تأخیر و قابلیت استقرار بلادرنگ، و ترسیم مسیرهای آینده پژوهش به‌منظور توسعه سامانه‌های تشخیص نفوذ کارآمد و قابل اتکا در محیط‌های واقعی اینترنت اشیا صنعتی است. بررسی نتایج عددی گزارش‌شده حاکی از آن است که دقت، نرخ هشدار کاذب و میزان امتیاز F1 در سامانه‌های مبتنی بر یادگیری عمیق به‌ترتیب برابر با 2/97-94%، کمتر از 2-5/1% و 97/0-94/0 می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Review of Detection and Prevention of Cyberattacks in Industrial IoT Networks Using Deep Learning

نویسندگان English

Seyed Mohsen Ghoreishi 1
Mohsen Mahrami 2
1 Assistant Professor, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Mazandaran University of Science and Technology, Behshahr, Iran
2 Assistant Professor, Department of Computer Science, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

With the expansion of the Industrial Internet of Things in critical infrastructures, securing these systems has become a strategic necessity. In this context, deep learning-based approaches have emerged as effective solutions for enhancing the accuracy of cyberattack detection. However, the dispersion of studies, the diversity of proposed architectures, and variations in datasets and evaluation metrics have made comprehensive comparisons among these methods challenging. This study adopts a holistic approach to examine convolutional, recurrent, autoencoder, generative adversarial, and deep reinforcement learning-based methods. These approaches are analyzed in terms of architecture, deployment scenarios, and comparative performance. The input data for this study include selected publications in deep learning-based intrusion detection, commonly used network traffic datasets, and reported performance metrics. The novelty and contribution of this research lie in providing a structured analytical framework for multi-criteria comparison of existing methods, integrating scattered numerical results, identifying key research gaps related to scalability, latency, and real-time deployability, and outlining future research directions aimed at developing efficient and reliable intrusion detection systems in real-world IIoT environments. Analysis of the reported numerical results indicates that accuracy, false alarm rate, and F1-score in deep learning-based systems range between 94-97%, 1.5-2%, and 0.94-0.97, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Intrusion Detection System
Industrial Internet of Things
Deep Learning
Anomaly Detection
Cybersecurity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 17 مهر 1404

  • تاریخ دریافت 17 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری 23 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 05 مهر 1404
  • تاریخ انتشار 17 مهر 1404