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Migliorare la sicurezza per gli utenti IoT con agenti intelligenti

Un framework che usa agenti permette agli utenti di gestire le preferenze di sicurezza e privacy dell'IoT.

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L'Internet delle Cose (IoT) è un concetto dove tanti dispositivi intelligenti si connettono a internet e possono comunicare e condividere informazioni tra di loro. Questi dispositivi possono variare da oggetti di uso quotidiano come frigoriferi e termostati a sistemi più complessi come i semafori delle città e i dispositivi di monitoraggio sanitario. L'obiettivo è creare ambienti intelligenti che possano offrire servizi alle persone con il minimo intervento.

Tuttavia, man mano che il numero di dispositivi aumenta, cresce anche la complessità dei sistemi. Questo porta a sfide legate all'affidabilità e alla sicurezza. Molti dispositivi e servizi sono forniti da terze parti, e gli utenti spesso faticano a capire quanto siano sicuri i loro dati quando utilizzano questi servizi. La mancanza di trasparenza può portare a una situazione in cui gli utenti espongono inconsapevolmente le loro informazioni private.

La Sfida della Sicurezza nell'IoT

Con l'aumento dei dispositivi IoT, ci sono crescenti preoccupazioni riguardo alla sicurezza di questi sistemi. Più dispositivi sono connessi, più grande è il bersaglio per i cyber attaccanti. Dispositivi deboli possono diventare punti di ingresso per gli hacker, e se un dispositivo non viene aggiornato regolarmente o ha misure di sicurezza inadeguate, può minacciare l'intera rete.

Inoltre, gli utenti spesso non hanno le conoscenze per valutare le misure di sicurezza in atto per i dispositivi che usano. Questo li mette a rischio poiché potrebbero non essere consapevoli di come vengono utilizzati o condivisi i loro dati. Questo viene spesso definito "Paradosso della Privacy," dove le persone esprimono preoccupazioni riguardo alla privacy ma non intraprendono le azioni necessarie per proteggerla.

Il Ruolo degli Accordi nella Sicurezza IoT

Per affrontare queste preoccupazioni di sicurezza, sono stati sviluppati framework come gli Accordi sul Livello di Servizio (SLA). Gli SLA delineano le aspettative riguardo alla fornitura dei servizi e alle prestazioni, comprese le misure di privacy e sicurezza. Tuttavia, questi accordi possono essere complessi e potrebbero non coprire tutte le esigenze degli utenti.

Recentemente, sono emersi Accordi di Livello di Servizio Sicurezza (SecSLA) e Accordi di Livello di Privacy (PLA) come versioni specializzate degli SLA, focalizzandosi specificamente sugli aspetti di sicurezza e privacy nei dispositivi che interagiscono con le applicazioni cloud. Nonostante la loro utilità, questi approcci spesso mancano di una strategia complessiva che copra le diverse esigenze degli utenti tra i vari dispositivi.

Dare Potere agli Utenti per Migliori Scelte di Sicurezza

Un modo per migliorare la situazione è dare potere agli utenti. Se gli utenti hanno gli strumenti e le conoscenze per esprimere le loro esigenze di sicurezza e privacy in modo efficace, possono fare scelte informate su quali servizi utilizzare. La sfida è creare un sistema che consenta agli utenti di specificare ciò che vogliono prima di interagire con i dispositivi IoT.

Per affrontare questo, è stato proposto un nuovo framework che aiuta gli utenti a impostare le loro aspettative riguardo alla sicurezza e alla privacy. Questo framework utilizza una tecnica chiamata Deep Reinforcement Learning (DRL), che aiuta un agente a imparare dall'ambiente e a fare scelte che si allineano con le esigenze dell'utente.

Come Funziona il Framework

In questo nuovo sistema, ogni utente ha un agente che interagisce con vari servizi IoT. L'utente può esprimere i suoi requisiti di privacy e sicurezza, che l'agente utilizzerà per valutare i servizi. L'agente impara a scegliere i migliori fornitori di servizi, assicurandosi che le esigenze dell'utente siano soddisfatte, considerando anche le scadenze di tempo e le questioni di sicurezza.

Man mano che l'agente interagisce con l'ambiente, costruisce un elenco di contatti con i fornitori di servizi. Questo consente all'agente di prendere decisioni più informate basate sulle interazioni passate. L'elenco dei contatti aiuta l'agente a confrontare le offerte attuali con quelle precedenti, permettendogli di selezionare il miglior servizio per il suo utente.

Addestrare l'Agente

Per operare efficacemente all'interno di questo framework, l'agente deve essere addestrato utilizzando un approccio DRL. Nel DRL, l'agente impara attraverso prove ed errori, esplorando diverse azioni e ricevendo ricompense in base ai risultati di quelle azioni. L'obiettivo è imparare una strategia che massimizzi le ricompense nel tempo.

Durante l'addestramento, l'agente valuta varie offerte di servizio, prendendo decisioni se accettare o rifiutare i servizi in base ai requisiti dell'utente e alle linee guida di sicurezza esistenti. Man mano che l'agente impara, migliora la sua abilità di fare scelte vantaggiose per l'utente.

L'Importanza dell'Ambiente

L'agente opera in un ambiente dinamico pieno di fornitori di servizi. Ogni fornitore può offrire servizi diversi con livelli variabili di sicurezza e privacy. La capacità dell'agente di valutare queste offerte dipende fortemente dalle informazioni che raccoglie dal suo ambiente.

La complessità dell'ambiente può influenzare le prestazioni dell'agente. Ad esempio, se i servizi offerti sono distribuiti uniformemente tra i fornitori, l'agente può imparare a navigare facilmente. Tuttavia, in scenari più complessi dove alcuni servizi sono migliori di altri, l'agente deve sfruttare il suo elenco di contatti per non perdere servizi preziosi.

Eseguire Simulazioni

Per valutare le prestazioni di questo framework, sono state condotte varie simulazioni. Questi test imitano scenari del mondo reale, permettendo di osservare come gli Agenti navigano nei loro ambienti e interagiscono con diversi fornitori di servizi.

I risultati delle simulazioni hanno mostrato che gli agenti possono migliorare significativamente le loro prestazioni quando utilizzano i loro elenchi di contatti. Ricordando le interazioni precedenti, gli agenti sono stati in grado di fare scelte più sagge, migliorando alla fine l'acquisizione dei servizi mentre mantenendo standard di sicurezza e privacy.

Vantaggi dell'Approccio Basato sugli Agenti

Utilizzando un approccio basato sugli agenti, il framework offre numerosi vantaggi per gli utenti IoT. Prima di tutto, aumenta il controllo degli utenti sulle loro impostazioni di privacy e sicurezza. Gli utenti hanno la possibilità di dettare le loro preferenze in anticipo, portando a un'esperienza più personalizzata.

In secondo luogo, la capacità di apprendimento dell'agente fornisce un miglioramento continuo. Man mano che gli utenti interagiscono con il sistema, l'agente diventa più abile nel riconoscere schemi e fare scelte migliori che si allineano con le preferenze degli utenti.

Infine, la soluzione promuove la consapevolezza tra gli utenti riguardo alle loro esigenze di sicurezza. Con una chiara comprensione delle loro preferenze, gli utenti sono più propensi a impegnarsi in comportamenti che proteggono la loro privacy e i loro dati.

Conclusione

Man mano che il panorama IoT continua a crescere, l'importanza della sicurezza e della privacy non può essere sottovalutata. Il framework proposto che usa il Deep Reinforcement Learning dà potere agli utenti, consentendo loro di esprimere le loro preferenze e guidando gli agenti verso scelte di servizio ottimali. Offrendo un approccio più centrato sull'utente alla sicurezza, possiamo contribuire a migliorare la fiducia nei sistemi IoT e incoraggiare migliori pratiche sui dati.

Andando avanti, espandere questo framework per includere più applicazioni e adattarsi al panorama tecnologico in rapida evoluzione sarà fondamentale. Inoltre, ulteriori ricerche dovrebbero esplorare soluzioni più personalizzate e adattative per soddisfare le diverse esigenze degli utenti IoT a livello globale.

Fonte originale

Titolo: A Deep Reinforcement Learning Approach for Security-Aware Service Acquisition in IoT

Estratto: The novel Internet of Things (IoT) paradigm is composed of a growing number of heterogeneous smart objects and services that are transforming architectures and applications, increasing systems' complexity, and the need for reliability and autonomy. In this context, both smart objects and services are often provided by third parties which do not give full transparency regarding the security and privacy of the features offered. Although machine-based Service Level Agreements (SLA) have been recently leveraged to establish and share policies in Cloud-based scenarios, and also in the IoT context, the issue of making end users aware of the overall system security levels and the fulfillment of their privacy requirements through the provision of the requested service remains a challenging task. To tackle this problem, we propose a complete framework that defines suitable levels of privacy and security requirements in the acquisition of services in IoT, according to the user needs. Through the use of a Reinforcement Learning based solution, a user agent, inside the environment, is trained to choose the best smart objects granting access to the target services. Moreover, the solution is designed to guarantee deadline requirements and user security and privacy needs. Finally, to evaluate the correctness and the performance of the proposed approach we illustrate an extensive experimental analysis.

Autori: Marco Arazzi, Serena Nicolazzo, Antonino Nocera

Ultimo aggiornamento: 2024-04-04 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2404.03276

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2404.03276

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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