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Semplificare l'identificazione dei dispositivi IoT con il Deep Learning

Un nuovo metodo migliora l'identificazione dei dispositivi IoT e potenzia la sicurezza per le organizzazioni.

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Indice

L'aumento dei dispositivi Internet of Things (IoT) ha reso le nostre vite più facili, ma ha anche aumentato i rischi per la sicurezza delle organizzazioni. Molti posti di lavoro permettono ai dipendenti di portare i propri dispositivi, compresi quelli IoT, il che può esporre le reti aziendali a cyber attacchi. Per proteggersi, le organizzazioni spesso creano regole che consentono solo a determinati dispositivi approvati di connettersi. Tuttavia, per far rispettare queste regole, le aziende devono essere in grado di capire quali dispositivi sono approvati e quali no.

Il Problema

Con l’aumento dei Dispositivi IoT che si connettono alle reti, la sfida di identificarli cresce. Le organizzazioni che permettono ai dipendenti di portare i propri dispositivi affrontano rischi aggiuntivi perché potrebbero non sapere quali dispositivi siano sulla loro rete. Inoltre, i metodi tradizionali per indagare sulle violazioni di sicurezza non funzionano bene con i dispositivi IoT perché comunicano spesso in modi diversi.

Soluzioni Correnti e i Loro Difetti

Molti metodi esistenti per identificare i dispositivi IoT richiedono molto tempo e sforzo. La maggior parte ha bisogno di esperti per capire quali caratteristiche analizzare, rendendoli costosi e spesso imprecisi. Alcuni metodi si basano anche su sistemi complessi che possono confondere gli utenti. Inoltre, molti approcci falliscono quando i dispositivi IoT sono dietro router che nascondono la loro identità, complicando ulteriormente l'Identificazione.

Approccio Proposto

La nostra ricerca introduce un modo più semplice per identificare i dispositivi IoT usando il Deep Learning. Questo metodo può dire se un dispositivo è sulla lista approvata o no senza richiedere setup complicati. Si concentra sui dati reali trasmessi dai dispositivi piuttosto che sui loro protocolli di rete. Questo lo rende efficace per tutti i tipi di dispositivi IoT e funziona bene anche quando quei dispositivi sono dietro router che normalmente ostacolano l’identificazione.

Come Funziona

Convertiamo i dati inviati dai dispositivi IoT in immagini per semplificare l’analisi. Trasformando la comunicazione di rete in forme visive, possiamo utilizzare tecniche di machine learning per identificare i dispositivi in modo più accurato. Questo metodo richiede solo una sessione di comunicazione per riconoscere i dispositivi, rendendolo efficiente e meno soggetto a errori rispetto ai metodi precedenti.

Preparazione dei Dati

Prima di iniziare l'analisi, dobbiamo preprocessare i Dati di rete grezzi. Questo implica diversi passaggi:

  1. Separazione dei File: Suddividere i dati grezzi in file più piccoli che rappresentano sessioni individuali.
  2. Raggruppamento per Dispositivo: Organizzare i dati in base alla sorgente di ogni comunicazione, permettendo un'analisi più semplice dei vari dispositivi.
  3. Estrazione dei Dati: Rimuovere informazioni superflue dai dati e mantenere solo ciò che serve per l’analisi.
  4. Standardizzazione delle Dimensioni: Assicurarsi che i file di dati siano tutti della stessa dimensione per facilitare l'elaborazione.
  5. Creazione di Immagini: Convertire i dati puliti in immagini in scala di grigi per un'analisi più semplice usando il machine learning.

Sperimentazione e Risultati

Per convalidare il nostro metodo, abbiamo condotto diversi esperimenti:

  1. Identificare Dispositivi IoT vs. Non-IoT: Il primo esperimento mirava a determinare se un dispositivo fosse IoT o meno. Abbiamo raggiunto un'accuratezza del 99,90%.
  2. Identificare Dispositivi IoT Specifici: Negli esperimenti secondo e terzo, abbiamo cercato di identificare dispositivi IoT specifici, ottenendo livelli di accuratezza altrettanto elevati.
  3. Più Dispositivi Insieme: Il quarto esperimento ha testato la capacità del nostro metodo di identificare più dispositivi insieme. I risultati sono stati impressionanti, con alta accuratezza di nuovo.
  4. Rilevazione di Dispositivi Non Autorizzati: L’ultimo esperimento si è concentrato sulla ricerca di dispositivi che non erano sulla lista approvata. Abbiamo creato diversi classificatori per ogni dispositivo, ottenendo risultati soddisfacenti anche per dispositivi sconosciuti.

Questi esperimenti hanno confermato che il nostro approccio può funzionare efficacemente in vari scenari mantenendo alta l'accuratezza, arrivando a superare il 99% in alcuni casi.

Vantaggi del Nostro Approccio

La nostra ricerca offre diversi vantaggi chiave:

  • Semplicità: Il nostro metodo è meno complesso rispetto alle soluzioni esistenti e non richiede conoscenze approfondite da parte degli esperti, rendendolo più facile da implementare per le organizzazioni.
  • Efficienza: A differenza dei metodi precedenti che necessitano di più sessioni per identificare i dispositivi, il nostro ne richiede solo una, risparmiando tempo e risorse.
  • Ampia Applicabilità: Può identificare i dispositivi indipendentemente dal protocollo che usano per comunicare, rendendolo versatile e utile in diverse reti.
  • Compatibilità con NAT: Il nostro approccio funziona anche quando i dispositivi sono dietro router che complicano l’identificazione, un problema comune in molte organizzazioni.

Direzioni Future

In futuro, pianifichiamo di esplorare ulteriori casi d'uso per il nostro metodo. Questo include testare la sua efficacia con vari protocolli di comunicazione oltre a quelli su cui ci siamo inizialmente concentrati. Migliorando il nostro approccio, speriamo di ampliare la sua applicabilità in vari scenari, aiutando infine le organizzazioni a gestire meglio la sicurezza IoT.

Conclusione

L'aumento dei dispositivi IoT presenta sia opportunità che sfide per le organizzazioni. La nostra ricerca mostra un nuovo approccio per identificare questi dispositivi in modo efficiente e accurato. Utilizzando il deep learning e concentrandoci sui dati di rete, offriamo un modo più semplice e efficace per le aziende di gestire i loro ambienti IoT. L'alta accuratezza e versatilità del nostro metodo lo rendono uno strumento prezioso per mantenere la sicurezza all'interno delle reti organizzative, aprendo la strada a un'implementazione più sicura della tecnologia IoT in futuro.

Fonte originale

Titolo: IoT Device Identification Based on Network Communication Analysis Using Deep Learning

Estratto: Attack vectors for adversaries have increased in organizations because of the growing use of less secure IoT devices. The risk of attacks on an organization's network has also increased due to the bring your own device (BYOD) policy which permits employees to bring IoT devices onto the premises and attach them to the organization's network. To tackle this threat and protect their networks, organizations generally implement security policies in which only white listed IoT devices are allowed on the organization's network. To monitor compliance with such policies, it has become essential to distinguish IoT devices permitted within an organization's network from non white listed (unknown) IoT devices. In this research, deep learning is applied to network communication for the automated identification of IoT devices permitted on the network. In contrast to existing methods, the proposed approach does not require complex feature engineering of the network communication, because the 'communication behavior' of IoT devices is represented as small images which are generated from the device's network communication payload. The proposed approach is applicable for any IoT device, regardless of the protocol used for communication. As our approach relies on the network communication payload, it is also applicable for the IoT devices behind a network address translation (NAT) enabled router. In this study, we trained various classifiers on a publicly accessible dataset to identify IoT devices in different scenarios, including the identification of known and unknown IoT devices, achieving over 99% overall average detection accuracy.

Autori: Jaidip Kotak, Yuval Elovici

Ultimo aggiornamento: 2023-03-02 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.12800

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.12800

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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