Tendințe în evoluția inteligenței artificiale – Agenți inteligenți

IT & C - Descarcă PDFSfetcu, Nicolae (2024), Tendințe în evoluția inteligenței artificiale – Agenți inteligenți, IT & C, 3:2, 11-17, DOI: 10.58679/IT44870, https://www.internetmobile.ro/tendinte-in-evolutia-inteligentei-artificiale-agenti-inteligenti/

 

Trends in the Evolution of Artificial Intelligence – Intelligent Agents

Abstract

Advances in technology have made it easier to integrate AI into everyday life, with applications ranging from virtual assistants to autonomous vehicles. Machine learning algorithms, powered by large amounts of data, have enabled AI systems to learn and adapt autonomously, mimicking aspects of human learning. However, ethical concerns have arisen regarding the implications of AI on employment, privacy and societal dynamics.

Keywords: artificial intelligence, intelligent agents, algorithms, machine learning, ethics

Rezumat

Progresele tehnologice au facilitat integrarea IA în viața de zi cu zi, cu aplicații variind de la asistenți virtuali la vehicule autonome. Algoritmii de învățare automată, alimentați de cantități mari de date, au permis sistemelor IA să învețe și să se adapteze în mod autonom, imitând aspecte ale învățării umane. Cu toate acestea, au apărut preocupări etice cu privire la implicațiile IA asupra angajării, confidențialității și dinamicii societății.

Cuvinte cheie: inteligența artificială, agenți inteligenți, algoritmi, învățare automată, etica

 

IT & C, Volumul 3, Numărul 2, Iunie 2024, pp. 11-17
ISSN 2821 – 8469, ISSN – L 2821 – 8469, DOI: 10.58679/IT44870
URL: https://www.internetmobile.ro/tendinte-in-evolutia-inteligentei-artificiale-agenti-inteligenti/
© 2024 Nicolae Sfetcu. Responsabilitatea conținutului, interpretărilor și opiniilor exprimate revine exclusiv autorilor.

 

Introducere

Progresele tehnologice au facilitat integrarea IA în viața de zi cu zi, cu aplicații variind de la asistenți virtuali la vehicule autonome. Algoritmii de învățare automată, alimentați de cantități mari de date, au permis sistemelor IA să învețe și să se adapteze în mod autonom, imitând aspecte ale învățării umane. Cu toate acestea, au apărut preocupări etice cu privire la implicațiile IA asupra angajării, confidențialității și dinamicii societății.

Tendințe în evoluția inteligenței artificiale

Viitorul inteligenței artificiale este un subiect de mare interes și speculații în rândul experților, tehnologilor și publicului larg. Pe măsură ce privim spre viitor, mai multe tendințe și domenii cheie de dezvoltare sunt probabil să modeleze evoluția IA:

Progrese în algoritmii de învățare: Cercetarea IA avansează continuu în dezvoltarea unor algoritmi de învățare mai sofisticați. Aceasta include îmbunătățiri ale învățării profunde, învățării prin consolidare, învățării nesupravegheate și învățării prin transfer. Aceste progrese vor permite sistemelor IA să învețe mai eficient din mai puține date, să înțeleagă tipare complexe și să facă predicții mai precise.

Integrare sporită în viața de zi cu zi: IA va deveni mai integrată în viața noastră de zi cu zi, influențând totul, de la asistenți personali, asistență medicală, educație și divertisment până la transport și orașe inteligente. Această integrare va fi facilitată de proliferarea dispozitivelor Internet of Things (IoT) și de îmbunătățiri ale tehnologiilor de procesare a limbajului natural și viziune pe computer.

Probleme etice și de guvernare: Pe măsură ce IA devine mai răspândită, problemele etice și de guvernare vor deveni din ce în ce mai importante. Aceasta include preocupări legate de confidențialitate, securitate, părtinire, corectitudine și impactul IA asupra angajării. Se va pune un accent tot mai mare pe dezvoltarea de linii directoare, standarde și reglementări etice pentru a asigura utilizarea responsabilă a IA.

IA și economia globală: Se așteaptă ca IA să aibă un impact semnificativ asupra economiei globale, cu potențialul de a stimula productivitatea, inovația și creșterea economică. Cu toate acestea, poate duce, de asemenea, la înlocuirea locurilor de muncă în anumite sectoare și la creșterea inegalităților economice. Factorii de decizie și întreprinderile vor trebui să abordeze aceste provocări prin încurajarea unei forțe de muncă capabile să se adapteze la o economie bazată pe inteligență artificială.

Descoperiri în IA generală: În timp ce sistemele actuale de IA excelează la sarcini specifice, căutarea Inteligenței Artificiale Generale (AGI) – IA care poate înțelege, învăța și aplica cunoștințe într-o gamă largă de sarcini, precum și pentru om – rămâne un obiectiv pe termen lung. Realizarea AGI ar reprezenta o descoperire monumentală, dar ridică și considerații complexe de etică și siguranță.

IA colaborativ: Este posibil ca evoluțiile viitoare să pună mai mult accent pe IA colaborativ, unde mai multe sisteme IA lucrează împreună sau IA lucrează în tandem cu oamenii pentru a atinge obiective care anterior nu erau atinse. Această colaborare ar putea duce la progrese în cercetarea științifică, rezolvarea de probleme complexe și procesele creative.

IA în asistența medicală: Rolul IA în asistența medicală este programat să se extindă, de la descoperirea de medicamente și medicina personalizată la diagnosticare și managementul îngrijirii pacienților. Acest lucru ar putea duce la îmbunătățiri semnificative ale rezultatelor tratamentului și accesibilității serviciilor de asistență medicală.

IA pentru durabilitate: IA va juca un rol crucial în abordarea provocărilor globale, cum ar fi schimbările climatice, conservarea și dezvoltarea durabilă. Analizând cantități mari de date de mediu, IA poate ajuta la optimizarea consumului de energie, la reducerea deșeurilor și la dezvoltarea unor practici mai durabile.

Progrese în calculul cuantic: Potențiala integrare a IA cu tehnologiile emergente de calcul cuantic ar putea duce la creșteri exponențiale ale puterii de calcul, permițând IA să rezolve probleme care sunt în prezent insolubile.

Disciplina științifică și ingineria inteligenței artificiale a fost caracterizată ca „încercarea de a descoperi și implementa mijloacele de calcul” pentru a face ca mașinile să „se comporte în moduri care ar fi numite inteligente dacă un om s-ar comporta așa” (McCarthy 1979), sau pentru a le determina să facă lucruri care „ar necesita inteligență dacă ar fi făcute de oameni” (M. Minsky 1968).

Conform lui William F. Clocksin (Clocksin 2003), modelele tradiționale ale IA nu includ emoții. Separarea inteligenței de emoții merge înapoi cel puțin până la Platon, Aristotel continuând această dihotomie când a definit omul ca animal rațional, iar Descartes a rafinat și mai mult acest tip de dualism. În schimb, construcționismul consideră astfel de relatări incoerente, considerând că oamenii sunt conversaționali încă de la naștere. Clocksin afirmă că tehnologia IA a viitorului va fi emoțională. Robotul inteligent al viitorului va acționa prin negocierea episoadelor care au loc și în negocierea semnificațiilor unor anumite acte în cadrul episoadelor. Elementele principale sunt scenariile (o structură care descrie secvențe adecvate de evenimente într-un anumit context), planurile (depozite de informații generale ), obiectivele (intențiile care stau la baza acțiunii) și temele (informații de fundal pe care se bazează predicțiile). Găsirea sensului în conturi (explicații care încearcă să schimbe semnificația unei acțiuni) și conversații necesită empatie, nu doar reprezentarea faptelor într-o bază de date. Noul cadru pentru IA prezentat de William F. Clocksin este construit pe prioritatea construcționistă socială acordată conversației și narațiunii (Clocksin 2003).

Definiții

Inteligența artificială este studiul „agenților inteligenți”: orice sistem care își percepe mediul și întreprinde acțiuni care îi maximizează șansele de a-și atinge obiectivele. Dicționarul englez Oxford al Oxford University Press definește inteligența artificială ca:[1]

”teoria și dezvoltarea sistemelor informatice capabile să îndeplinească sarcini care necesită în mod normal inteligență umană, cum ar fi percepția vizuală, recunoașterea vorbirii, luarea deciziilor și traducerea între limbi.” (Oxford English Dictionary 2024)

IA are două dimensiuni principale. Definițiile IA din partea de sus a tabelului se referă la procese și raționament, în timp ce cele din partea de jos se referă la comportament. Definițiile din partea stângă a tabelului măsoară succesul în termeni de fidelitate față de performanța umană, în timp ce cele din partea dreaptă măsoară față de un concept ideal de inteligență și raționalitate (Joint Research Centre (European Commission), Delipetrev, et al. 2020).

Sisteme care gândesc ca un om Sisteme care gândesc rațional
„Noul efort interesant de a face computerele să gândească… mașini cu minte, în sensul deplin și literal” (Haugeland 1985) „Studiul facultăților mentale prin utilizarea modelelor computaționale” (Chamiak și McDermott, 1985)
„[Automatizarea] activităților pe care le asociem cu gândirea umană, activități precum luarea deciziilor, rezolvarea problemelor, învățarea…” (Bellman, 1978) „Studiul calculelor care fac posibilă perceperea, rațiunea și acțiunea.” (Winston 1992)
Un sistem care acționează ca oamenii Un sistem care acționează rațional
„Arta de a crea mașini care îndeplinesc funcții care necesită inteligență atunci când sunt îndeplinite de oameni.” (Kurzweil, 1990) „Inteligenta computatională este studiul proiectării agenților inteligenți.” (Poole și colab. 1998)
„Studiul despre cum să facă computerele să facă lucruri în care, în acest moment, oamenii sunt mai buni”. (Ritch și Knight, 1991) „IA… este preocupată de comportamentul inteligent în artefacte.” (Nilsson, 1998)

Tabelul 1: Câteva definiții ale IA, organizate în patru categorii. Sursa: Russell și Norvig 2016 (Russell și Norvig 2016)

Grupul de experți la nivel înalt privind inteligența artificială (HLEG 2019) a elaborat o definiție IA:

„Sistemele de inteligență artificială (IA) sunt sisteme software (și posibil și hardware) concepute de oameni care, având în vedere un scop complex, acționează în dimensiunea fizică sau digitală prin perceperea mediului lor prin achiziția de date, interpretarea datelor structurate sau nestructurate colectate, raționând asupra cunoștințele sau procesarea informațiilor derivate din aceste date, și deciderea celei mai bune acțiuni de întreprins pentru a atinge obiectivul dat. Sistemele IA pot fie să folosească reguli simbolice, fie să învețe un model numeric și, de asemenea, își pot adapta comportamentul analizând modul în care mediul este afectat de acțiunile lor anterioare.

Ca disciplină științifică, IA include mai multe abordări și tehnici, cum ar fi învățarea automată (din care învățarea profundă și învățarea prin consolidare sunt exemple specifice), raționamentul automat (care include planificarea, programarea, reprezentarea și raționamentul cunoștințelor, căutarea și optimizarea) și robotică (incluzând control, percepție, senzori și dispozitive de acționare, precum și integrarea tuturor celorlalte tehnici în sistemele ciberfizice)” (Joint Research Centre (European Commission), Samoili, et al. 2020)

Agenți inteligenți

Un agent inteligent își percepe mediul, ia acțiuni în mod autonom pentru a atinge obiectivele și își poate îmbunătăți performanța prin învățarea sau dobândirea de cunoștințe (Russell și Norvig 2016, cap. 2). Un agent are o „funcție obiectivă” care încapsulează toate scopurile IA (Bringsjord și Govindarajulu 2020), considerat adesea ca un sistem funcțional abstract similar unui program de calculator.

Diagrama unui agent inteligent cu reflex simplu.
Credit: Utkarshraj Atmaram. Traducere Nicolae Sfetcu

Diagrama unui agent inteligent cu reflex simplu.

Russell și Norvig (Russell și Norvig 2016, 4–5, 32, 35, 36 și 56) și Bringsjord și Govindarajulu (Bringsjord și Govindarajulu 2020) definesc un „agent” ca

”Orice lucru care poate fi văzut ca percepându-și mediul prin senzori și acționând asupra acelui mediu prin actuatori”;

un „agent rațional” este

”Un agent care acționează astfel încât să maximizeze valoarea așteptată a unei măsuri de performanță bazată pe baza experienței și cunoștințelor anterioare.”

iar domeniul cercetării „inteligenței artificiale” este:

”Studiul și proiectarea agenților raționali”

Dezideratele opționale includ ca agentul să fie rațional și ca agentul să fie capabil de analiza credință-dorință-intenție (Padgham și Winikoff 2005).

Un agent căruia i se atribuie o „funcție de obiectiv” explicită este considerat mai inteligent dacă întreprinde în mod constant acțiuni care maximizează cu succes funcția de obiectiv programată. Dacă IA este programată pentru „învățare prin întărire”, are o „funcție de recompensă” care încurajează anumite tipuri de comportament și pedepsește pe altele. Alternativ, un sistem evolutiv poate induce obiective folosind o „funcție de fitness” (Domingos 2015).

Russell și Norvig grupează agenții în cinci clase în funcție de gradul lor de inteligență și capacitate percepută (Russell și Norvig 2016):

  • Agenți reflexivi simpli: acționează numai pe baza percepției curente, ignorând restul istoriei percepției.
  • Agenți reflexivi bazați pe model: pot gestiona medii parțial observabile(Albrecht și Stone 2018).
  • Agenți bazați pe obiective: extind în continuare capacitățile celor bazați pe model agenți, prin utilizarea informațiilor „scop”.
  • Agenți bazați pe utilitate: disting doar între stările obiectiv și stările non-gol.
  • Agenți de învățare: operează inițial în medii necunoscute și devin mai competenți decât le-ar permite numai cunoștințele inițiale.

Weiss definește patru clase de agenți (Weiss 2013):

  • Agenți bazați pe logică – decizia este luată prin deducție logică.
  • Agenți reactivi – decizia este implementată într-o formă de cartografiere directă de la situație la acțiune.
  • Agenți credință-dorință-intenție –decizia depinde de manipularea structurilor de date.
  • Arhitecturi stratificate – decizia este luată prin diferite straturi software.

Concluzie

Viitorul IA este atât interesant, cât și incert, cu beneficii potențiale vaste, precum și provocări și riscuri semnificative. Va fi important ca cercetătorii, tehnologii, factorii de decizie și societatea în general să lucreze împreună pentru a ghida dezvoltarea tehnologiilor IA într-un mod care să le maximizeze beneficiile, atenuându-le în același timp riscurile.

Bibliografie

  • Albrecht, Stefano V., și Peter Stone. 2018. „Autonomous agents modelling other agents: A comprehensive survey and open problems”. Artificial Intelligence 258 (mai):66–95. https://doi.org/10.1016/j.artint.2018.01.002.
  • Bringsjord, Selmer, și Naveen Sundar Govindarajulu. 2020. „Artificial Intelligence”. În The Stanford Encyclopedia of Philosophy, ediție de Edward N. Zalta și Uri Nodelman, Summer 2020. Metaphysics Research Lab, Stanford University. https://plato.stanford.edu/archives/sum2020/entries/artificial-intelligence/.
  • Clocksin, William F. 2003. „Artificial intelligence and the future”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 361 (1809): 1721–48. https://doi.org/10.1098/rsta.2003.1232.
  • Domingos, Pedro. 2015. The Master Algorithm: How the Quest for the Ultimate Learning Machine Will Remake Our World. Penguin Books Limited.
  • Joint Research Centre (European Commission), Blagoj Delipetrev, Chrisa Tsinaraki, și Uroš Kostić. 2020. AI Watch, Historical Evolution of Artificial Intelligence: Analysis of the Three Main Paradigm Shifts in AI. Publications Office of the European Union. https://data.europa.eu/doi/10.2760/801580.
  • Joint Research Centre (European Commission), S. Samoili, M. López Cobo, E. Gómez, G. De Prato, F. Martínez-Plumed, și B. Delipetrev. 2020. AI Watch: Defining Artificial Intelligence : Towards an Operational Definition and Taxonomy of Artificial Intelligence. Publications Office of the European Union. https://data.europa.eu/doi/10.2760/382730.
  • McCarthy, John. 1979. „Ascribing Mental Qualities to Machines”. În Philosophical Perspectives in Artificial Intelligence, ediție de Martin Ringle. Humanities Press.
  • Minsky, Marvin. 1968. Semantic Information Processing. MIT Press.
  • Oxford English Dictionary. 2024. „Artificial Intelligence, n. Meanings, Etymology and More”. 2024. https://www.oed.com/dictionary/artificial-intelligence_n.
  • Padgham, Lin, și Michael Winikoff. 2005. Developing Intelligent Agent Systems: A Practical Guide. John Wiley & Sons.
  • Russell, Stuart, și Peter Norvig. 2016. „Artificial Intelligence: A Modern Approach, 4th US ed.” 2016. https://aima.cs.berkeley.edu/.
  • Weiss, Gerhard. 2013. „Multiagent Systems”. MIT Press. 2013. https://mitpress.mit.edu/9780262533874/multiagent-systems/.

 

Sursa: Sfetcu, Nicolae. Inteligența, de la originile naturale la frontierele artificiale – Inteligența Umană vs. Inteligența Artificială. București: MultiMedia Publishing, 2024. DOI: 10.58679/MM84472, https://www.telework.ro/ro/e-books/inteligenta-de-la-originile-naturale-la-frontierele-artificiale-inteligenta-umana-vs-inteligenta-artificiala/

 

CC BY SA 4.0Articol cu Acces Deschis (Open Access) distribuit în conformitate cu termenii licenței de atribuire Creative Commons CC BY SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).

A apărut ultimul număr al revistei ”IT & C, Volumul 3, Numărul 2, Iunie 2024”

postat în: Știri 0

Revista IT & C, Volumul 3, Numărul 2, Iunie 2024A apărut ultimul număr al revistei ”IT & C, Volumul 3, Numărul 2, Iunie 2024”
ISSN 2821-8469 ISSN-L 2821-8469, DOI: 10.58679/IT78551
IT & C (PDF, EPUB, MOBI pentru Kindle) https://www.internetmobile.ro/revista/revista-it-c-volumul-3-numarul-2-iunie-2024/

Revista IT & C este o publicație trimestrială din domeniile tehnologiei informației și comunicații, și domenii conexe de studiu și practică.

Cuprins:

EDITORIAL / EDITORIAL

Levering Data Science in the Detection of Advanced Persistent Threats
Utilizarea științei datelor în detectarea amenințărilor persistente avansate

TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI / INFORMATION TECHNOLOGY

Detecting Advanced Persistent Threats in Cyber Warfare – Academic Studies
Detectarea amenințărilor persistente avansate în războiul cibernetic – Studii academice

TELECOMUNICAȚII / TELECOMMUNICATIONS

Artificial Intelligence in Communications in Electronic Warfare
Inteligența artificială în comunicații în războiul electronic

PROGRAMARE / PROGRAMMING

Artificial Intelligence Algorithms in Electronic Warfare
Algoritmi de inteligența artificială utilizați în războiul electronic

SECURITATE CIBERNETICĂ / CYBER SECURITY

Cyber Attack Case Studies – Advanced Persistent Threats
Studii de caz privind atacurile cibernetice – Amenințările persistente avansate

ISSN 2821-8469 ISSN-L 2821-8469, DOI: 10.58679/IT78551

IT & C (PDF, EPUB, MOBI pentru Kindle) https://www.internetmobile.ro/revista/revista-it-c-volumul-3-numarul-2-iunie-2024/

Algoritmi de inteligență artificială în războiul electronic

IT & C - Descarcă PDFSfetcu, Nicolae (2024), Algoritmi de inteligență artificială în războiul electronic, IT & C, 3:2, 50-59, DOI: 10.58679/IT25231, https://www.internetmobile.ro/algoritmi-de-inteligenta-artificiala-in-razboiul-electronic/

 

Artificial Intelligence Algorithms in Electronic Warfare

Abstract

Electronic warfare is a critical area where the convergence of technology and strategy is shaping the battlefield. In this field, artificial intelligence algorithms have emerged as indispensable tools, providing unmatched capabilities in detection, processing and response. IA algorithms provide decision support to operators by suggesting optimal countermeasures or defensive actions. These systems can assess multiple threats and prioritize responses based on learned enemy tactics and the criticality of assets at risk.

This article explores the multifaceted role of IA algorithms in electronic warfare, illuminating their applications, challenges, and implications for future conflicts.

Keywords: electronic warfare, artificial intelligence, algorithms, radar, neural networks

Rezumat

Războiul electronic reprezintă un domeniu critic în care convergența tehnologiei și strategiei modelează câmpul de luptă. În acest domeniu, algoritmii de inteligență artificială au apărut ca instrumente indispensabile, oferind capacități de neegalat în detectare, procesare și răspuns. Algoritmii IA oferă operatorilor suport de decizie, sugerând contramăsuri optime sau acțiuni defensive. Aceste sisteme pot evalua amenințările multiple și pot prioritiza răspunsurile pe baza tacticilor învățate ale inamicului și a criticității activelor expuse riscului.

Acest articol explorează rolul multiforme al algoritmilor IA în războiul electronic, luminând aplicațiile, provocările și implicațiile acestora pentru conflictele viitoare.

Cuvinte cheie: războiul electronic, inteligența artificială, algoritmi, radar, rețele neuronale

 

IT & C, Volumul 3, Numărul 2, Iunie 2024, pp. 50-59
ISSN 2821 – 8469, ISSN – L 2821 – 8469, DOI: 10.58679/IT25231
URL: https://www.internetmobile.ro/algoritmi-de-inteligenta-artificiala-in-razboiul-electronic/
© 2024 Nicolae Sfetcu. Responsabilitatea conținutului, interpretărilor și opiniilor exprimate revine exclusiv autorilor.

 

Algoritmi de inteligență artificială în războiul electronic

Ing. fiz. Nicolae SFETCU[1], MPhil

nicolae@sfetcu.com

[1] Cercetător – Academia Română – Comitetul Român de Istoria și Filosofia Științei și Tehnicii (CRIFST), Divizia de Istoria Științei (DIS), ORCID: 0000-0002-0162-9973

 

Introducere

În războiul modern, câștigarea avantajului depinde adesea de capacitatea de a colecta rapid informații, de a lua decizii informate și de a implementa contramăsuri eficiente. Războiul electronic (EW) reprezintă un domeniu critic în care convergența tehnologiei și strategiei modelează câmpul de luptă. În acest domeniu, algoritmii de inteligență artificială (IA) au apărut ca instrumente indispensabile, oferind capacități de neegalat în detectare, procesare și răspuns. Algoritmii de inteligență artificială  joacă un rol semnificativ în războiul electronic modern, îmbunătățind capacitățile de detectare, analiză, luare a deciziilor și contramăsuri împotriva amenințărilor electronice.

Algoritmii IA oferă operatorilor suport de decizie, sugerând contramăsuri optime sau acțiuni defensive. Aceste sisteme pot evalua amenințările multiple și pot prioritiza răspunsurile pe baza tacticilor învățate ale inamicului și a criticității activelor expuse riscului.

Acest eseu explorează rolul multiforme al algoritmilor IA în războiul electronic, luminând aplicațiile, provocările și implicațiile acestora pentru conflictele viitoare.

Aplicații ale algoritmilor IA în războiul electronic

Signal Intelligence (SIGINT): Algoritmii IA excelează în analizarea unor cantități mari de date colectate din diverse surse, permițând identificarea rapidă a semnalelor relevante în mijlocul zgomotului. Algoritmii IA pot identifica și clasifica rapid semnalele electronice din mediu. Aceasta include distincția între semnalele ostile, neutre și prietenoase. Modelele de învățare automată sunt antrenate pe seturi vaste de date de tipuri de semnal și pot analiza datele spectrale în timp real pentru a detecta anomalii sau modele noi. Tehnicile de învățare automată pot recunoaște în mod autonom tiparele, clasifica semnalele și pot prezice comportamentele adversarilor, facilitând luarea deciziilor în timp real pentru operatorii EW.

Atacul electronic (EA): Algoritmii bazați pe inteligență artificială permit sistemelor EW să își adapteze dinamic tacticile ca răspuns la amenințările în evoluție. Prin războiul electronic cognitiv, IA poate genera în mod autonom semnale de bruiaj, poate optimiza parametrii de transmisie și poate anticipa contramăsurile adverse, maximizând astfel eficacitatea atacurilor electronice. În războiul electronic, gestionarea resurselor precum spectrul de frecvență, puterea și timpul este crucială. IA ajută la optimizarea acestor resurse prin prezicerea celor mai bune strategii de alocare bazate pe scenariile operaționale actuale și prognozate. Algoritmii IA sunt utilizați pentru a simula medii de război electronic în scopuri de antrenament. Aceste simulări ajută la pregătirea personalului pentru diferite scenarii, inclusiv condiții extrem de dinamice și imprevizibile, prin utilizarea IA pentru a genera tactici și răspunsuri realiste ale inamicului.

Protecție electronică (EP): Algoritmii IA joacă un rol esențial în îmbunătățirea rezistenței sistemelor prietenoase împotriva amenințărilor electronice. Prin analizarea continuă a datelor senzorilor și a traficului de rețea, măsurile EP bazate pe inteligență artificială pot detecta modele anormale care indică intruziunile cibernetice sau activitățile de război electronic, permițând apărarea proactivă și atenuarea rapidă. IA permite contramăsuri electronice mai adaptive și mai dinamice. Poate controla sistemele de bruiaj pentru a-și modifica tehnicile pe baza eficienței observate în angajamente în timp real. Această adaptare dinamică ajută la menținerea eficienței bruiajelor împotriva amenințărilor în evoluție.

Activități electromagnetice cibernetice (CEMA): În era războiului hibrid, integrarea capabilităților cibernetice și electromagnetice necesită algoritmi IA sofisticați. Prin operațiunile cognitive CEMA, IA permite o coordonare perfectă între atacurile cibernetice, manevrele de război electronic și acțiunile cinetice tradiționale, creând efecte sinergice și perturbând comunicațiile adversare și structurile de comandă. IA este, de asemenea, parte integrantă în operațiunile cibernetice EW, unde ajută la automatizarea operațiunilor cibernetice defensive și ofensive. Algoritmii IA pot detecta intruziunile cibernetice în rețelele de comunicații, pot sugera strategii de atenuare și chiar automatizează răspunsurile la atacurile cibernetice.

Tendințe în dezvoltarea algoritmilor IA pentru războiul electronic

Diferiți algoritmi de inteligență artificială pot fi utilizați prin tehnici de neuro-computing și de învățare profundă[1]:

Un algoritm de învățare este discutat de Amuru et al.[2] pentru a bloca perechile emițător-receptor în război electronic.

Un model bazat pe soft-computing pentru detectarea amenințărilor în setările EW este discutat de Noh și Jeong[3].

În articolul lui Waghray și Menghal[4] sunt discutate logica fuzzy și rețelele neuronale pentru luarea deciziilor în mediul EW.

O metodă de recunoaștere a modulării impulsului semnalului radar pe baza codificatorului automat de eliminare a zgomotului convoluțional și rețeaua neurală convoluțională profundă (DCNN) este discutat de Qu et al.[5].

Un sistem automat de clasificare a modulației pentru semnalele radar bazat pe algoritmul hibrid bazat pe IA, inclusiv bayesian naiv și SVM, este prezentat de Wang et al.[6].

Performanța unei metode anti-blocare bazată pe învățare prin consolidare profundă (DRL) este discutată de Li et al.[7].

O metodă bazată pe învățare profundă este propusă de Elbir, Mishra, și Eldar[8] pentru a selecta antenele într-un scenariu cognitiv radar.

Metoda bazată pe inteligență artificială prezentată de Gecgel Cetin, Goztepe, și Karabulut Kurt[9] poate să determine prezența bruiajului, împreună cu caracteristicile sale de atac.

MASINT pentru a analiza semnăturile radarului țintă[10] ajută la detecția, urmărirea, identificarea și descrierea caracteristicilor distinctive ale emițătorilor.

Un sistem de recunoaștere a semnalului radar bazat pe rețeaua de factorizare a matricei nenegative și învățarea ansamblului este prezentat de Gao et al.[11].

O metodă de identificare și clasificare a semnalului emițătorului radar bazată pe clustering și rețelele neuronale probabilistice este discutată de Liao, Li, și Yang[12].

Petrov, Jordanov, și Roe[13] prezintă metoda bazată pe ANN pentru recunoașterea în timp util și fiabilă a emițătorilor de semnal radar.

Un sistem automat de recunoaștere a formei de undă radar pentru detectarea, urmărirea și localizarea radarelor cu probabilitate scăzută de interceptare este discutat de Zhang et al.[14].

Un alt sistem de clasificare a semnalelor radar bazat pe rețele neuronale este prezentat de Shao, Chen, și Wei[15].

O metodă care combină graficul de vizibilitate cu învățarea automată pentru recunoașterea modelului de scanare a antenei radar este discutată de Wan et al.[16].

Un alt algoritm pentru estimarea perioadei de scanare a antenei radar (ASP) și recunoașterea tipului de scanare a antenei radar în mediul EW este prezentat de Barshan și Eravci[17].

Un cadru inovator pentru testarea diferitelor sarcini CEW, în care algoritmul DRL a fost folosit în scopul căutării țintei, este discutat de You, Diao, și Gao[18].

Sistemul de detectare a compusului haotic cu rază scurtă de acțiune este un sistem care are o puternică capacitate anti-blocare[19].

O tehnică pentru extragere și analiza diferitelor caracteristici ale bruiajului înșelător și ale semnalului ecou țintă pentru a realiza blocarea anti înșelătoare a sistemului de detecție pe rază scurtă a compusului haotic este discutată de Wei et al. [20].

Metoda de filtrare bazată pe rețeaua de unități recurente bidirecționale stivuite (SBiGRU) și antrenament infinit este discutată de Chen et al.[21].

Conform lui MarketsandMarkets[22], în iunie 2022, Lockheed Martin Corporation a lansat o nouă soluție IA/ML, cu un manager de misiune cognitivă și o suită de servicii de comandă și control pentru a furniza informații precise în timp util și operaționale, produsul Cognitive Tip & Cue pentru a găsi tancuri pe câmpul de luptă, detectarea modificărilor folosind imagini din satelitr, și TruthTrail, o aplicație care prezintă un mediu simulat care „recompensează” etichetatorii pentru munca lor.

În iulie 2022, Raytheon Technologies a folosit platforma C3 IA pentru a oferi capabilități de ultimă generație de inteligență artificială (IA) și învățare automată (ML), cu o soluție rapidă disponibilă pentru programul TITAN (Tactical Intelligence Targeting Access Node) al Armatei SUA.

În ianuarie 2023, Lockheed Martin Corporation a prezentat noul său model IA Aegis, folosit pentru a îmbunătăți eficiența operațiunii Agis Combat System pentru decizii îmbunătățite, conștientizarea situației, timp de reacție redus și capacitatea de a se apăra împotriva amenințărilor hipersonice.

În martie 2023, Northrop Grumman Corporation,împreună cu Shield AI, a fost selectată de Armata SUA pentru competiția Future Tactical Unmanned Aircraft System (FTUAS), Increment 2, pentru a înlocui sistemul aerian tactic fără pilot (UAS) RQ-7B Shadow cu capabilități avansate.

În aprilie 2023, Raytheon Technologies Corporation a lansat un sistem EO/IR asistat de IA, RAIVEN, care permite piloților militari să obțină o identificare mai rapidă și mai precisă a amenințărilor[23].

Provocări și considerații în utilizarea IA

Strategia de superioritate a spectrului electromagnetic (ESSS), publicată în octombrie 2020 de SUA, abordează numeroasele provocări cu care se confruntă în asigurarea, menținerea accesului la, utilizarea și manevrarea în spectrul electromagnetic[24].

Fuziunea datelor și interoperabilitatea: Utilizarea eficientă a algoritmilor IA în războiul electronic necesită o integrare perfectă pe platforme de senzori, rețele de comunicații și structuri de comandă diferite. Realizarea interoperabilității necesită formate de date standardizate, protocoale de criptare robuste și arhitecturi software agile, capabile să satisfacă diverse cerințe de misiune.

IA advers: Proliferarea capabilităților EW activate de IA introduce noi vulnerabilități și riscuri, deoarece adversarii caută să exploateze punctele slabe ale algoritmilor IA prin manipulare și înșelăciune adversară. Protecția împotriva IA adversă presupune testare riguroasă, validare și măsuri de îmbunătățire a rezistenței pentru a asigura fiabilitatea și fiabilitatea sistemelor EW bazate pe IA.

Implicații etice și juridice: Natura autonomă a algoritmilor IA ridică întrebări etice și juridice profunde cu privire la responsabilitate, proporționalitate și supraveghere umană în operațiunile de război electronic. Găsirea unui echilibru între eficacitatea operațională și considerațiile etice necesită cadre solide de guvernare, norme internaționale și procese transparente de luare a deciziilor, bazate pe expertiza interdisciplinară.

Implicațiile IA pentru conflictele viitoare

Avantaj asimetric: Națiunile care folosesc algoritmi IA în mod eficient vor câștiga un avantaj decisiv în războiul electronic, permițându-le să depășească adversarii, să exploateze vulnerabilitățile și să modeleze mediul informațional în avantajul lor. Democratizarea tehnologiilor IA amplifică, de asemenea, potențialul actorilor nestatali și al grupurilor de insurgenți de a folosi capabilități perturbatoare de război electronic, estompând distincția dintre războiul convențional și cel neregulat.

Dinamica de escaladare: Proliferarea capabilităților de război electronic bazate pe inteligență artificială introduce complexități în dinamica de escaladare, deoarece răspunsurile și contramăsurile automate pot escalada conflictele în mod neintenționat sau pot declanșa consecințe neintenționate. Atenuarea riscului de escaladare accidentală necesită canale de comunicare clare, mecanisme de de-escaladare și protocoale solide de gestionare a crizelor pentru a preveni neînțelegerile și calculele greșite.

Stabilitate strategică: Implicațiile strategice ale algoritmilor IA în războiul electronic se extind dincolo de câmpul de luptă, modelând rivalitățile geopolitice, structurile de alianță și posturile de descurajare. Pe măsură ce statele concurează pentru a dezvolta și implementa capabilități EW activate de IA, menținerea stabilității strategice necesită dialog, transparență și măsuri de consolidare a încrederii pentru a atenua riscul de percepție greșită, cursă de înarmare și escaladare neintenționată a conflictelor.

Concluzie

În general, IA îmbunătățește semnificativ capacitățile sistemelor de război electronic, făcându-le mai eficiente, mai receptive și mai adaptabile la tehnologiile și tacticile care se schimbă rapid în scenariile moderne de luptă.

Algoritmii de inteligență artificială remodelează peisajul războiului electronic, oferind oportunități și provocări fără precedent pentru organizațiile militare din întreaga lume. De la îmbunătățirea conștientizării situației și luarea deciziilor până la revoluționarea tacticilor și operațiunilor, capabilitățile EW bazate pe inteligență artificială dețin promisiunea de a oferi un avantaj strategic în conflictele viitoare. Cu toate acestea, realizarea acestui potențial necesită abordarea considerațiilor tehnice, etice și strategice, încurajând în același timp cooperarea și dialogul internațional pentru a naviga în mod responsabil în complexitățile războiului bazat pe inteligența artificială. Pe măsură ce națiunile navighează pe contururile în evoluție ale războiului electronic în era digitală, imperativul strategic constă în valorificarea algoritmilor IA ca multiplicatori de forță, susținând în același timp principiile de responsabilitate, transparență și conduită etică în căutarea păcii și securității.

Bibliografie

  • Amuru, SaiDhiraj, Cem Tekin, Mihaela van der Schaar, și R. Michael Buehrer. 2015. „A systematic learning method for optimal jamming”. În 2015 IEEE International Conference on Communications (ICC), 2822–27. https://doi.org/10.1109/ICC.2015.7248754.
  • Barshan, Billur, și Bahaeddin Eravci. 2012. „Automatic Radar Antenna Scan Type Recognition in Electronic Warfare”. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems 48 (4): 2908–31. https://doi.org/10.1109/TAES.2012.6324669.
  • Chen, Jian, Shiyou Xu, Jiangwei Zou, și Zengping Chen. 2019. „Interrupted-Sampling Repeater Jamming Suppression Based on Stacked Bidirectional Gated Recurrent Unit Network and Infinite Training”. IEEE Access 7: 107428–37. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2932793.
  • Dudczyk, Janusz, și A. Kawalec. 2013. „Specific emitter Identification based on graphical representation of the distribution of radar signal parameters”. Jokull 63 (noiembrie): 408–16.
  • Elbir, Ahmet M., Kumar Vijay Mishra, și Yonina C. Eldar. 2019. „Cognitive Radar Antenna Selection via Deep Learning”. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.1802.09736.
  • Gannon, Brian P. 2023. „Implement AI in Electromagnetic Spectrum Operations”. U.S. Naval Institute. 1 august 2023. https://www.usni.org/magazines/proceedings/2023/august/implement-ai-electromagnetic-spectrum-operations.
  • Gao, Jingpeng, Yi Lu, Junwei Qi, și Liangxi Shen. 2019. „A Radar Signal Recognition System Based on Non-Negative Matrix Factorization Network and Improved Artificial Bee Colony Algorithm”. IEEE Access 7: 117612–26. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2936669.
  • Gecgel Cetin, Selen, Caner Goztepe, și Gunes Karabulut Kurt. 2019. Jammer Detection based on Artificial Neural Networks: A Measurement Study. https://doi.org/10.1145/3324921.3328788.
  • Li, Yangyang, Ximing Wang, Dianxiong Liu, Qiuju Guo, Xin Liu, Jie Zhang, și Yitao Xu. 2019. „On the Performance of Deep Reinforcement Learning-Based Anti-Jamming Method Confronting Intelligent Jammer”. Applied Sciences 9 (7): 1361. https://doi.org/10.3390/app9071361.
  • Liao, Xiaofeng, Bo Li, și Bo Yang. 2018. „A Novel Classification and Identification Scheme of Emitter Signals Based on Ward’s Clustering and Probabilistic Neural Networks with Correlation Analysis”. Computational Intelligence and Neuroscience 2018 (noiembrie): e1458962. https://doi.org/10.1155/2018/1458962.
  • MarketsAndMarkets. 2023. „Artificial Intelligence (AI) in Military Market Size Growth Opportunities Industry Trends and Analysis 2030”. MarketsandMarkets. 2023. https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/artificial-intelligence-military-market-41793495.html.
  • Noh, Sanguk, și Unseob Jeong. 2010. „Intelligent Command and Control Agent in Electronic Warfare Settings”. International Journal of Intelligent Systems 25 (6): 514–28. https://doi.org/10.1002/int.20413.
  • Petrov, Nedyalko, Ivan Jordanov, și Jon Roe. 2013. „Radar Emitter Signals Recognition and Classification with Feedforward Networks”. Procedia Computer Science, 17th International Conference in Knowledge Based and Intelligent Information and Engineering Systems – KES2013, 22 (ianuarie): 1192–1200. https://doi.org/10.1016/j.procs.2013.09.206.
  • Qu, Zhiyu, Wenyang Wang, Changbo Hou, și Chenfan Hou. 2019. „Radar Signal Intra-Pulse Modulation Recognition Based on Convolutional Denoising Autoencoder and Deep Convolutional Neural Network”. IEEE Access 7: 112339–47. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2935247.
  • Shao, Guangqing, Yushi Chen, și Yinsheng Wei. 2020. „Convolutional Neural Network-Based Radar Jamming Signal Classification With Sufficient and Limited Samples”. IEEE Access 8: 80588–98. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2990629.
  • Sharma, Purabi, Kandarpa Kumar Sarma, și Nikos E. Mastorakis. 2020. „Artificial Intelligence Aided Electronic Warfare Systems- Recent Trends and Evolving Applications”. IEEE Access 8: 224761–80. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3044453.
  • Waghray, Namrita, și P. M. Menghal. 2011. „Simulation of radar topology networks to evolve the electronic warfare survivability metrics”. 2011 3rd International Conference on Electronics Computer Technology, aprilie, 355–59. https://doi.org/10.1109/ICECTECH.2011.5941622.
  • Wan, Tao, Xinying Fu, Kaili Jiang, Yuan Zhao, și Bin Tang. 2019. „Radar Antenna Scan Pattern Intelligent Recognition Using Visibility Graph”. IEEE Access 7: 175628–41. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2957769.
  • Wang, Feng, Shanshan Huang, Hao Wang, și Chenlu Yang. 2018. „Automatic Modulation Classification Exploiting Hybrid Machine Learning Network”. Mathematical Problems in Engineering 2018 (decembrie): e6152010. https://doi.org/10.1155/2018/6152010.
  • Wei, Dongxu, Shuning Zhang, Si Chen, Huichang Zhao, și Linzhi Zhu. 2019. „Research on Deception Jamming of Chaotic Composite Short-Range Detection System Based on Bispectral Analysis and Genetic Algorithm–Back Propagation”. International Journal of Distributed Sensor Networks 15 (5): 1550147719847444. https://doi.org/10.1177/1550147719847444.
  • You, Shixun, Ming Diao, și Lipeng Gao. 2019. „Deep Reinforcement Learning for Target Searching in Cognitive Electronic Warfare”. IEEE Access 7: 37432–47. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2905649.
  • Zhang, Ming, Ming Diao, Lipeng Gao, și Lutao Liu. 2017. „Neural Networks for Radar Waveform Recognition”. Symmetry 9 (5): 75. https://doi.org/10.3390/sym9050075.

Note

[1] (Sharma, Sarma, și Mastorakis 2020)

[2] (Amuru et al. 2015)

[3] (Noh și Jeong 2010)

[4] (Waghray și Menghal 2011)

[5] (Qu et al. 2019)

[6] (Wang et al. 2018)

[7] (Li et al. 2019)

[8] (Elbir, Mishra, și Eldar 2019)

[9] (Gecgel Cetin, Goztepe, și Karabulut Kurt 2019)

[10] (Dudczyk și Kawalec 2013)

[11] (Gao et al. 2019)

[12] (Liao, Li, și Yang 2018)

[13] (Petrov, Jordanov, și Roe 2013)

[14] (Zhang et al. 2017)

[15] (Shao, Chen, și Wei 2020)

[16] (Wan et al. 2019)

[17] (Barshan și Eravci 2012)

[18] (You, Diao, și Gao 2019)

[19] (Wei et al. 2019)

[20] (Wei et al. 2019)

[21] (Chen et al. 2019)

[22] (MarketsAndMarkets 2023)

[23] (MarketsAndMarkets 2023)

[24] (Gannon 2023)

 

CC BY SA 4.0Articol cu Acces Deschis (Open Access) distribuit în conformitate cu termenii licenței de atribuire Creative Commons CC BY SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).

Utilizarea științei datelor în detectarea amenințărilor persistente avansate

IT & C - Descarcă PDFSfetcu, Nicolae (2024), Utilizarea științei datelor în detectarea amenințărilor persistente avansate, IT & C, 3:2, 3-21, DOI: 10.58679/IT60001, https://www.internetmobile.ro/utilizarea-stiintei-datelor-in-detectarea-amenintarilor-persistente-avansate/

 

Levering Data Science in the Detection of Advanced Persistent Threats

Abstract

In today’s interconnected digital landscape, the threat of cyber attacks is greater than ever. Among the most insidious of these threats are advanced persistent attacks (APTs), sophisticated attacks orchestrated by savvy adversaries with specific goals in mind, such as espionage, data theft, or sabotage. Advanced persistent threats are a significant cybersecurity issue of concern today, posing serious risks to organizations, governments, and individuals.

Traditional security measures attempt to detect and mitigate APTs due to their complex and ever-evolving nature. The advent of data science has provided new ways to identify and effectively combat these threats, playing a crucial role in detecting advanced persistent threats today. The complexity and stealth of APT requires advanced detection techniques, where data science methodologies are essential.

Keywords: data science, advanced persistent threats, anomaly detection, behavioral analysis, machine learning, analytics

Rezumat

În peisajul digital interconectat de astăzi, amenințarea atacurilor cibernetice este mai mare ca niciodată. Printre cele mai insidioase dintre aceste amenințări se numără atacurile persistente avansate (APA), atacuri sofisticate orchestrate de adversari pricepuți cu obiective specifice în minte, cum ar fi spionajul, furtul de date sau sabotajul. Amenințările persistente avansate sunt astăzi o problemă de securitate cibernetică semnificativă îngrijorătoare, care prezintă riscuri grave pentru organizații, guverne și indivizi.

Măsurile de securitate tradiționale încearcă să detecteze și să atenueze APA datorită naturii lor complexe și în continuă evoluție. Apariția științei datelor a oferit noi căi pentru identificarea și combaterea eficientă a acestor amenințări, jucând astăzi un rol crucial în detectarea amenințărilor persistente avansate. Complexitatea și caracterul ascuns al APA necesită tehnici avansate de detectare, unde metodologiile științei datelor sunt esențiale.

Cuvinte cheie: știința datelor, amenințările persistente avansate, detectarea anomaliilor, analiza comportamentală, învățarea automată, analitica

 

IT & C, Volumul 3, Numărul 2, Iunie 2024, pp. 3-21
ISSN 2821 – 8469, ISSN – L 2821 – 8469, DOI: 10.58679/IT60001
URL: https://www.internetmobile.ro/utilizarea-stiintei-datelor-in-detectarea-amenintarilor-persistente-avansate/
© 2024 Nicolae Sfetcu. Responsabilitatea conținutului, interpretărilor și opiniilor exprimate revine exclusiv autorilor.

 

Utilizarea științei datelor în detectarea amenințărilor persistente avansate

Ing. fiz. Nicolae SFETCU[1], MPhil

nicolae@sfetcu.com

[1] Cercetător – Academia Română – Comitetul Român de Istoria și Filosofia Științei și Tehnicii (CRIFST), Divizia de Istoria Științei (DIS), ORCID: 0000-0002-0162-9973

 

Introducere

În peisajul digital interconectat de astăzi, amenințarea atacurilor cibernetice este mai mare ca niciodată. Printre cele mai insidioase dintre aceste amenințări se numără atacurile persistente avansate (APA), atacuri sofisticate orchestrate de adversari pricepuți cu obiective specifice în minte, cum ar fi spionajul, furtul de date sau sabotajul. Amenințările persistente avansate sunt astăzi o problemă de securitate cibernetică semnificativă îngrijorătoare, care prezintă riscuri grave pentru organizații, guverne și indivizi.

Măsurile de securitate tradiționale încearcă să detecteze și să atenueze APA datorită naturii lor complexe și în continuă evoluție. Apariția științei datelor a oferit noi căi pentru identificarea și combaterea eficientă a acestor amenințări, jucând astăzi un rol crucial în detectarea amenințărilor persistente avansate. Complexitatea și caracterul ascuns al APA necesită tehnici avansate de detectare, unde metodologiile științei datelor sunt esențiale.

Înțelegerea amenințărilor persistente avansate

Amenințările persistente avansate reprezintă o clasă de atacuri cibernetice caracterizate prin persistența și sofisticarea lor. Spre deosebire de atacurile convenționale, care pot avea ca scop o întrerupere imediată sau un câștig financiar, APA sunt orchestrate de adversari bine dotați cu resurse și obiective pe termen lung. Ei folosesc diverse tactici, cum ar fi ingineria socială, exploatările zero-day și programele malware, pentru a obține acces neautorizat la rețele și pentru a rămâne nedetectați pentru perioade îndelungate. Odată intrați în rețea, actorii APA navighează meticulos prin sisteme, escaladează privilegiile și exfiltrează date sensibile, rămânând adesea nedetectați luni sau chiar ani.

Incidentele recente de securitate, precum Operațiunea Aurora[1] Operațiunea Shady RAT[2], Operațiunea Octombrie Roșu[3] sau MiniDuke[4], au demonstrat că mecanismele de securitate actuale sunt  insuficiente pentru a setecta și opri atacurile țintite și personalizate. Aceste atacuri avansate ridică întrebarea dacă este chiar posibil să se prevină intruziunile cu o certitudine rezonabilă.

Un concept interesant de detectare a APT este exploatarea relațiilor, de obicei neobservate, între diferite aplicații și componente ale unei rețele, mulți experți susținând că aceste relații sunt principalul punct slab exploatat de atacatori pentru a compromite sisteme (de exemplu, aceleași parole pentru mai multe servicii sau arhitectura standard). Evaluarea acestor relații prin corelarea evenimentelor din întreaga rețea permite generarea automată a unui model de comportament al sistemului care descrie evenimentele comune și relațiile lor[5].

Provocări în detectarea APA

Detectarea APA prezintă numeroase provocări pentru abordările tradiționale de securitate. Metodele de detectare bazate pe semnături, care se bazează pe recunoașterea tiparelor cunoscute de activitate rău intenționată, sunt ineficiente împotriva APA, care folosesc frecvent tehnici noi pentru a evita detectarea. În plus, APA funcționează adesea pe furiș, imitând comportamentul legitim al utilizatorului și utilizând criptarea pentru a-și ascunde activitățile de instrumentele tradiționale de securitate. Mai mult, volumul și complexitatea datelor generate în cadrul rețelelor moderne fac ca analiștilor umani să le fie dificil să identifice modele anormale care indică activitatea APA în mijlocul zgomotului operațiunilor de zi cu zi.

Detectarea unei APA în desfășurare implică în principal modalitățile de detectare de malware deja introduse. Cea mai mare problemă cu malware cu exploit zer-day în cazul APA este faptul că nu există semnătura în bazele de date. Codul rău intenționat este polimorf și personalizat pentru o țintă dată sau modificat dinamic în timpul atacului. Detectarea APA implică o analiză online, raportarea în timp real și analiza jurnalului corelat, pentru a recunoaște și neutraliza o posibilă amenințare.

Principalele aspecte cu care se confruntă securitatea cibernetică în cazul APA:

  • Volumul și complexitatea datelor: Volumul mare și varietatea datelor pot fi provocatoare. Soluțiile eficiente de procesare și stocare a datelor sunt esențiale.
  • Pozitive false: Echilibrarea sensibilității și specificității este crucială pentru a minimiza falsele pozitive, care pot supraîncărca echipele de securitate.
  • Amenințări în evoluție: Tacticile APA evoluează continuu, necesitând modele adaptive care pot învăța din date și tendințe noi.

Rolul științei datelor în detectarea APA

Știința datelor oferă o abordare promițătoare pentru rezolvarea provocărilor asociate cu detectarea APA prin valorificarea analiticii avansate și a algoritmilor de învățare automată pentru a analiza cantități mari de date și pentru a identifica indicatori subtili ai activității rău intenționate. Prin aplicarea unor tehnici precum detectarea anomaliilor, analitica comportamentală și modelarea predictivă la diverse surse de date – inclusiv traficul de rețea, jurnalele de sistem, comportamentul utilizatorilor și informațiile despre amenințări – știința datelor permite organizațiilor să detecteze APA în stadiile incipiente și să răspundă proactiv înainte de deteriorarea semnificativă.

Algoritmii de detectare a anomaliilor joacă un rol crucial în identificarea abaterilor de la tiparele normale de comportament în cadrul unei rețele. Prin stabilirea unei linii de bază a activității tipice și semnalarea abaterilor care pot indica potențiale amenințări, sistemele de detectare a anomaliilor pot ajuta la identificarea comportamentului suspect care indică activitatea APA. Aceste anomalii pot include modele neobișnuite de trafic de rețea, încercări de acces neautorizat sau comportament anormal de acces la fișiere – toate acestea ar putea semnala prezența unei APA.

Procesarea limbajului natural (NLP):

  • Inteligența amenințărilor cibernetice: NLP poate procesa cantități mari de date nestructurate de pe web, inclusiv rețelele sociale, forumuri și site-uri web întunecate, pentru a colecta informații despre APA emergente. Aceasta include identificarea de noi programe malware, tactici, tehnici și proceduri (TTP) care sunt discutate sau tranzacționate online.
  • Detectarea phishing-ului: NLP este, de asemenea, folosit pentru a detecta încercările de phishing, care sunt adesea precursori ale atacurilor APA. Analizând limbajul și modelele din e-mailuri, modelele de știință a datelor pot identifica potențialele mesaje de phishing care pot fi trecute cu vederea de filtrele tradiționale.

 

Megadatele și analitica:

  • Analiza jurnalelor: APA lasă adesea urme subtile în diferite sisteme și jurnale. Tehnologiile de date mari pot procesa și analiza cantități mari de date de jurnal în timp real pentru a identifica aceste urme, ceea ce nu ar fi posibil manual.
  • Corelare și agregare: Tehnicile de știință a datelor pot corela și agrega date din diverse surse, cum ar fi traficul de rețea, activitățile utilizatorilor și fluxurile externe de amenințări, pentru a oferi o imagine cuprinzătoare a potențialelor amenințări.

Analize de trafic

Brewer[6] și Virvilis și Gritzalis[7] descriu și analizează cazuri de APA cunoscute: Stuxnet, Duqu și Flame. În Giura și Wang[8], autorii propun o piramidă de atac care are ca scop identificarea mișcărilor unui atacator. De Vries et al.[9] propun posibile blocuri pentru un cadru de detectare a APT. Johnson și Hogan[10], pe baza analizei graficelor, propun o nouă metrică de măsurarea a vulnerabilității unui mediu de rețea. În Friedberg et al.[11] se propune un sistem de detectare a anomaliilor pentru identificarea APA din mai multe jurnale. Sasaki[12] se focalizează pe detectarea exfiltrărilor de date. Bertino şi colab.[13] se concentrează pe analiza jurnalelor de acces la Sistemul de management al bazelor de date (DBMS) pentru a detecta modele suspecte pentru posibile exfiltrări. Liu și colab.[14] propun un cadru pentru detectarea exfiltrărilor de date prin analiza comunicațiilor de rețea prin generarea automată a semnăturilor. O rețea botnet este un set mare de gazde compromise distribuite, controlate de unul sau mai multe servere de comandă și control. Gu et al.[15] au propus detectarea gazdelor infectate și a serverelor de comandă și control legate de activitățile rețelelor botnet. Azaria et al. [16] cercetează amenințările interne; Greitzer și Frincke[17] se focalizează în acest scop pe jurnalele bazate pe gazdă, iar Bowen et al.[18] pe strategiile borcanului cu miere. Există mai multe abordări statistice pentru detectarea anomaliilor[19], precum cele bazate pe prag[20], de grupare[21], sau bazate pe regula boxplot[22].

Marchetti et al.[23] propune o abordare a detectării APA prin care să se analizeze volumele mari de trafic de rețea pentru a dezvălui semnale slabe legate de exfiltrarea datelor și alte activități suspecte. În final se obține un clasament al celor mai suspecte gazde interne, pentru detectarea timpurie a APA, un model care vizează detectarea activităților legate de APA, și un set de algoritmi pentru evaluarea suspiciunii. Ciclul de viață adoptat de Marchetti este cel din Brewer[24], care identifică cinci faze principale: recunoaștere; compromis; menținerea accesului; mișcarea laterală; și exfiltrarea datelor. Fiecare fază are caracteristici particulare cu evidențe în jurnalele de trafic. Cadrul său este capabil să identifice și să clasifice gazdele suspecte posibil implicate în exfiltările de date legate de APA, doar pe baza datelor de trafic din rețea, obținând în final o listă clasificată a gazdelor suspecte posibil implicate în exfiltrarea datelor și alte activități legate de APA.

Abordări tehnologice

Progresele în tehnologie au deschis calea pentru abordări inovatoare ale detectării APA.

Friedberg et al.[25] studiază detectarea anomaliilor prin corelarea evenimentelor, extinzând mecanismele de securitate comune – în special sistemele IDS „la nivel de pachete” – pentru a le îmbunătăți rezultatele. Abordarea exploatează fișierele jurnal construind un model în timp ce procesează intrarea, folosind modele de căutare (subșiruri aleatorii ale liniilor procesate, pentru a clasifica informațiile), clase de evenimente (clasifică liniile de jurnal folosind setul de modele cunoscute), ipoteze (posibilele implicații pe baza clasificării), și reguli (ipoteze dovedite).

Integrarea științei datelor și a inteligenței artificiale

Integrarea aplicațiilor de știința datelor și inteligența artificială în apărarea împotriva amenințărilor APA este esențială în lupta împotriva APA. Acest eseu explorează modul în care organizațiile pot folosi fluxurile de informații despre amenințări, platforme de schimb de informații și colaborare cu comunitățile de securitate cibernetică pentru a le spori conștientizarea situației și capacitățile de detectare.

Aplicarea inteligenței artificiale (AI) inspirată de sistemul imun artificial (AIS)[26], învățarea profundă (DL)[27] și algoritmul învățării automate (ML)[28] în detectarea intruziunilor APA a atras mai multă atenție cercetării.

Chen et al.[29] Enumeră mai multe studii bazate pe știința datelor și inteligența artificială, astfel:

Învățarea automată supravegheată: Rachmadi, Mandala, și Oktaria[30] introduc un IDS bazat pe modelul Adaboost pentru detectarea atacurilor DoS. Wahla et al.[31] prezintă un cadru cu Adaboost pentru detectarea atacurilor DoS cu o clasă redusă (LRDoS). Un algoritm K-Nearest Neighbor (KNN) este propus pentru implementare de Manhas și Kotwal[32] pentru a detecta mai multe atacuri de rețea, prin utilizarea mai multor algoritmi ML, inclusiv modelul KNN MLP, DT, NB și SVM, pentru a detecta IDS. Algoritmul de regresie liniară (LR)este studiat în Montgomery, Peck, și Vining[33], iar algoritmul RF din ML de ansamblu care constă dintr-un număr de arbori de decizie este propus de [120]. Studiul din [62] utilizează mai mulți algoritmi ML, inclusiv SVM pentru a detecta atacurile.

Învățarea profundă: Deep AutoEncoder (DAE) este format din două rețele simetrice de tip feedforward multistrat, fiind propus de [183]. Deep Belief Networks (DBN) sunt o clasă de rețele neuronale profunde, care utilizează probabilitatea și învățarea nesupravegheată pentru a produce rezultate, sugerate de [64]. O rețea complet conectată (FCN) care conține straturi complet conectate în care toate intrările dintr-un strat sunt conectate la fiecare unitate de activare din stratul anterior este propusă de Lin, Chen, și Yan[34]. O rețea neuronală recurentă (RNN), care preia datele secvenței ca intrare și efectuează recursiunea în direcția evoluției secvenței, este studiat de Probst, Wright, și Boulesteix[35]. Long Short-Term Memory (LSTM) este un tip special de RNN propus de Hochreiter și Schmidhuber[36].

Învățarea automată nesupravegheată: Clustering spațial bazat pe densitatea aplicațiilor cu zgomot (DBSCAN), o metodă binecunoscută pentru gruparea eșantioanelor pe baza densității lor și identificarea valorii aberante situate în zone cu densitate scăzută, este studiat de Schubert et al.[37]. Algoritmul de grupare K-means dintr-o metodă de cuantizare vectorială în procesarea semnalului este abordat de Al-Yaseen, Othman, și Nazri[38].

Setul de date IoT: Seturile de date private IoT sunt generate și aplicate pentru cercetarea securității în mai multe lucrări. Roldán et al.[39] extrage eșantioanele dintr-o schemă de rețea normală pentru a genera un set de date pentru algoritmii ML. Studiul lui Amouri, Alaparthy, și Morgera][40] implementează sniffer dedicat pentru a asambla traficul de rețea într-o rețea proiectată bazată pe interconexiune a sistemelor deschise. Wang și Lu[41] au creat mai întâi un set de date anormale privind apelurile cadru colectat. Studiul din Park, Li, și Hong][42] utilizează un set de date compus cu caracteristici gazdă și caracteristici de flux care colectează date de la senzori, traficul de rețea și jurnalele de resurse de sistem dintr-o fabrică inteligentă. În Haddadpajouh et al.[43], autorii introduc separat crearea unui set de date privat pentru atacurile benigne și malware.

Al-Saraireh și Masarweh[44] descriu o metodologie de arhitectură a unui model de detecție APT, în mai multe etape: colectarea și preprocesarea datelor, clasificarea setului de date, și utilizarea unui model de detectare ML pentru a testa setul de date. Mecanismul de detectare implică:

  1. colectarea datelor
  2. implementarea preprocesării datelor
  3. extragerea caracteristici și implementarea selecției caracteristicilor
  4. divizarea datelor în porțiuni de instruire și testare
  5. construirea unui model și evaluarea.

Fiecare organizație trebuie să includă în planul său de securitate cibernetică politicile de securitate adaptate la infrastructura sa. Identificarea posibilelor atacuri pe etape facilitează detectarea APA, ajutând la anticiparea acestor comportamente anormale în rețea.

Modelare predictivă

Tehnicile de modelare predictivă folosesc datele istorice și algoritmii de învățare automată pentru a prognoza evenimentele viitoare, inclusiv potențialele amenințări de securitate. Prin antrenarea modelelor privind incidentele APA anterioare și prin identificarea tiparelor și caracteristicilor comune asociate cu aceste atacuri, modelarea predictivă permite organizațiilor să identifice și să atenueze în mod proactiv amenințările APA emergente înainte ca acestea să poată provoca daune semnificative. Aceste modele pot include, de asemenea, date de informații despre amenințări în timp real pentru a le îmbunătăți acuratețea și eficacitatea în detectarea APA.

Modele de învățare automată pentru detectarea anomaliilor:

  • Detectarea anomaliilor: APA implică adesea activități care se abat de la comportamentele normale ale rețelei sau ale sistemului. Știința datelor poate ajuta folosind modele de învățare automată pentru a identifica aceste anomalii. Tehnici precum învățarea nesupravegheată (de exemplu, gruparea, detectarea valorii aberante) pot identifica modele neobișnuite fără etichete predefinite.
  • Analitica comportamentală: Modelele de învățare automată pot analiza comportamentele utilizatorilor și entităților pentru a identifica activități suspecte care ar putea indica o APA. De exemplu, dacă contul unui administrator de rețea începe brusc să acceseze date la ore ciudate, ar putea fi semnalat pentru investigații suplimentare.

Analitica comportamentală

Tehnicile de analiză comportamentală analizează comportamentul utilizatorului și al entității pentru a identifica abaterile de la tiparele stabilite care pot indica activitate rău intenționată. Prin monitorizarea acțiunilor utilizatorului, a modelelor de acces la resurse și a altor metrici comportamentale, aceste sisteme pot detecta un comportament anormal care indică activitatea APA, cum ar fi escaladarea neautorizată a privilegiilor, mișcarea laterală în rețea sau încercările de exfiltrare a datelor. Analitica comportamentală permite organizațiilor să detecteze APA pe baza unor indicatori subtili de compromis care pot trece neobservate de instrumentele tradiționale de securitate.

Modalități de utilizare a analiticii comportamentale:

  • Predicția amenințărilor: Analitica predictivă poate prognoza potențialele amenințări de securitate pe baza datelor istorice. Analizând tendințele și modelele din atacurile cibernetice anterioare, oamenii de știință de date pot dezvolta modele care prezic probabilitatea unor atacuri viitoare, inclusiv ținte și metode potențiale.
  • Evaluarea riscurilor: Tehnicile de știință a datelor pot evalua nivelurile de risc ale diferitelor noduri de rețea sau active de date. Acest lucru ajută la prioritizarea măsurilor de securitate și la concentrarea pe protejarea zonelor cu risc ridicat pe care APT-urile sunt mai probabil să le vizeze.

Strategii proactive de apărare

Detectarea APA necesită o postură de apărare proactivă. Această secțiune prezintă strategii precum monitorizarea continuă, testarea de penetrare și formarea în echipă pentru a identifica vulnerabilitățile înainte ca actorii amenințărilor să le poată exploata. Se subliniază, de asemenea, importanța programelor de formare și conștientizare a angajaților pentru atenuarea factorului uman în atacurile APA.

Unele abordări noi se concentrează în principal pe detectarea la timp pentru a limita efectele negative pe termen lung[45], o provocare majoră în securizarea sistemelor critice complexe.

Protecția proactivă permite identificarea și securizarea unui punct de atac înainte de a fi exploatate vulnerabilitățile, prin protejarea acestora, utilizarea de software antivirus și utilizarea unei liste negre, prin scanare și analiză comportamentală. Scanarea protocoalelor de comunicare permite detectarea avansată a potențialilor intruși. Protecția trebuie să fie pe termen lung și persistentă.

Conștientizarea organizațională și educația tehnologică și informațională sunt cele mai importante măsuri pentru a atenua în mod proactiv amenințările la adresa securității cibernetice organizaționale. Administratorii trebuie să învețe cum să utilizeze eficient tehnologia emergentă, astfel încât să ofere de fapt protecție suplimentară[46]. În cazul atacurilor ”infractorilor cibernetici, cum ar fi vulnerabilitățile zero-day și atacurile de denial of service (DoS), soluțiile convenționale nu pot face față complexității actuale a acestor tipuri de amenințări”[47]. În plus, Quintero și Martin afirmă că „securitatea cibernetică este responsabilă pentru stabilirea politici de securitate; aceste politici stabilesc pașii de urmat pentru ca datele să fie gestionate în cadrul infrastructurii tehnologice dintr-o organizație. Cu toate acestea, unele defecte de securitate și vulnerabilități (de exemplu, utilizarea de echipamente învechite, utilizarea politicilor care nu sunt revizuite continuu, eșecul de a instala actualizări la timp, deficiența de conștientizare) permit atacatorilor să realizeze o intruziune într-o organizație”[48]. Radzikowski[49] recomandă ca planificarea în avans a răspunsului la incident poate îmbunătăți semnificativ șansele organizaționale de detectare timpurie și de remediere mai eficientă. Cheia pentru protecția, detectarea și răspunsul eficient împotriva APA este implementarea riguroasă a celor mai bune practici de securitate și educația continuă cu utilizatorii cei mai bine vizați. Pe de altă parte, Hejase și Hejase subliniază faptul că guvernul, întreprinderile și instituțiile de învățământ ar trebui să își unească eforturile pentru a începe cel puțin o campanie de conștientizare pentru toată lumea, pentru a introduce termenii războiului cibernetic, atacurile cibernetice, securitatea cibernetică și armele cibernetice în dicționarul cuvintelor de zi cu zi, pur și simplu pentru că „amenințarea unui atac cibernetic este mereu prezentă și nu va dispărea” [50].

Chu, Lin, și Chang[51] propun un sistem de detectare timpurie a atacurilor APA, folosind baza de date NSL-KDD pentru detectarea și verificarea atacurilor. Metoda folosită este analiza componentelor principale (PCA) pentru eșantionarea caracteristicilor și pentru îmbunătățirea eficienței detectării. Clasificatoarele sunt apoi comparate pentru a detecta setul de date; clasificatorul acceptă mașina vectorială, clasificarea naivă Bayes, arborele de decizie și rețelele neuronale. Chu, Lin, și Chang concluzionează că mașina vectorială de suport (SVM) are cea mai mare rată de recunoaștere.

Multe experimente anterioare au fost efectuate folosind baza de date KDD 99[52], care se bazează pe o bază de date stabilită de DARPA în 1999 la Lincoln Labs de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) . Aceasta conține 494.021 de înregistrări în setul de antrenament al bazei de date și 311.029 de înregistrări în setul de testare, cu un total de 41 de funcții și 5 tipuri de etichete mari (normal, dos, r2l, u2l, probe) [10,11]. Tavallaee și colab.[53] au modificat eșantionul de date introducând baza de date NSL-KDD, mai discriminativă și care permite o detectare mai bună a intruziunilor. Accentul în acest studiu a fost pe explorarea analizei liniare a componentelor principale (PCA)[54] ca axă principală. Setul de date NSL-KDD a fost folosit pentru detectarea intruziunilor în rețea. Tehnologia de detectare a atacurilor APA a fost, de asemenea, combinată cu tehnici de minerit de date[55]. Scopul a fost de a realiza integrarea și clasificarea datelor folosind seturi de modele întâlnite frecvent și reguli de asociere pentru a detecta și a obține avertizare timpurie cu privire la un atac APA.

Pentru stabilirea de contramăsuri de securitate și proceduri pentru o apărare robustă, Virvilis, Gritzalis, și Apostolopoulos[56] au creat un mediu specific pe baza căruia a stabilit un set de recomandări, astfel:

  • Gestionarea corecțiilor: pentru toate aplicațiile de rețea, fiind prima linie de apărare.
  • Segregarea rețelei: controalele și monitorizarea rețelelor.
  • Lista albă: politici stricte de acces la internet și inspecție granulară a traficului, cu restricții pentru utilizatori.
  • Execuția dinamică a conținutului: utilizarea de mecanisme de filtrare la punctele de intrare în rețea.
  • Un sistem de calcul de încredere: limitarea și controlul software care poate fi instalat și executat.

Hofer-Schmitz, Kleb, și Stojanović[57] investighează influențele diferitelor seturi de caracteristici de trafic de rețea statistice asupra detectării amenințărilor persistente avansate, folosind un set de date semi-sintetic, combinând setul de date CICIDS2017 și setul de date malware Contagio. Rezultatele obținute au arătat un impact mare al alegerii setului de caracteristici asupra detectării semnelor de APA, și o influență a datelor de fundal asupra capacităților de detectare. Principala concluzie a fost că investigarea funcțiilor mai în detaliu și construirea de soluții de detectare optimizate și personalizate pot duce la economisirea resurselor de procesare și la creșterea performanței de detectare.

Wang et al.[58] s-au bazat pe analiza big data și tehnologia cloud computing pentru a studia implementarea conceptului de genă în rețelele atacate prin APA. Folosind analiza inversă a protocolului de rețea și a tehnologiei de procesare a fluxului de date din rețea, s-a stabilit un set de teorii de bază și arhitectură tehnică a construcției și calculului genelor de rețea, propunând un nou cadru de detectare pentru APA. Studiul ia în considerare modelul lui Oehmen și colab.[59] bazat pe asemănarea dintre entitățile cibernetice și comportamentul sistemelor organice pentru cartografierea secvenței de comportamente în rețea. Gena rețelei este definită ca reprezentând ”segmentele digitale, extrase prin analiza inversă a protocolului de rețea, și secvențele lor combinate care reprezintă modele de comportament ale rețelei bogate semantic ale aplicației de rețea. Subiectul genei rețelei este aplicația de rețea (software).” [60] Modelele de comportament ale unei aplicații de rețea constă din gene de trei nivele, ca gena comportamentului mesajului, gena comportamentului protocolului și gena comportamentului operațional de la mic la mare, incluse în Genomul de rețea. Monitorizarea APA bazată pe gene de rețea este împărțită în două faze: analiza automată și extragerea genei rețelei, și analiza aprofundată a comportamentelor anomaliilor rețelei bazată pe calculul în timp real al genei rețelei. Corelațiile strânse între gene facilitează detectarea atacurilor APA.

Principalele metode folosite de cercetători pentru a detecta atacurile APA sunt[61]:

  • Modele de detectare bazate pe algoritmi de învățare automată, inclusiv mașină vectorială de suport liniară[62].
  • Modele de detectare bazate pe modele matematice, cum ar fi modelul Markov ascuns[63].
  • Metode și abordări pentru extragerea automată a caracteristicilor folosind graficul de atac[64].
  • Tehnici de reducere a detectării false, cum ar fi instrumentul Duqu[65].
  • Detecția tuturor pașilor de atac folosind instrumente, cum ar fi SpuNge[66].

Hassannataj Joloudari et al.[67] afirmă că aceste metode nu pot efectua detectarea în timp util atunci când atacurile au loc în timp real, propunând metode de învățare automată (precum arborele de decizie C5.0), rețeaua Bayesiană și învățarea profundă pe setul de date NSL-KDD ca fiind cele mai eficiente abordări pentru îmbunătățirea acurateței detectării și propunând un model de învățare profundă cu 6 straturi prin extragerea și selectarea automată a caracteristicilor din straturile ascunse ale rețelei neuronale.

Concluzie

Amenințările persistente avansate reprezintă o amenințare semnificativă și persistentă pentru organizațiile din întreaga lume, necesitând strategii sofisticate de detectare și atenuare pentru a se apăra eficient împotriva lor. Într-o eră în care amenințările cibernetice evoluează continuu, înțelegerea și apărarea împotriva APA este crucială pentru organizații și națiuni. APA reprezintă o provocare persistentă și formidabilă, dar cu măsuri de securitate proactive, cooperare internațională și utilizarea tehnologiilor de ultimă oră, este posibilă îmbunătățirea securității cibernetice și reducerea riscului de incidente legate de APA. Pe măsură ce APA continuă să se adapteze și să crească în sofisticare, lupta împotriva lor va fi continuă, cerând vigilență și inovație din partea comunității de securitate cibernetică.

Detectarea amenințărilor persistente avansate necesită a abordare cuprinzătoare și dinamică. Organizațiile trebuie să își adapteze continuu strategii, să își valorifica progresele tehnologice, informațiile despre amenințări și măsurile proactive de apărare, pentru a identifica și a atenua eficient riscurile prezentate de către APA. Prin înțelegerea naturii în evoluție a APA și prin implementarea unei strategii de apărare pe mai multe straturi, comunitatea de securitate cibernetică se poate proteja mai bine împotriva acestor amenințări persistente.

Știința datelor oferă un arsenal puternic de instrumente și tehnici pentru detectarea APA prin valorificarea analiticii avansate, NLP, învățarea automată, modelarea predictivă pentru a analiza diverse surse de date și a identifica indicatori subtili ai activității rău intenționate, și tehnologiile de date mari. Valorificând puterea științei datelor, organizațiile își pot îmbunătăți capacitatea de a detecta și de a răspunde la APA în timp real, atenuând riscul de furt al datelor, pierderi financiare și daune de reputație. Pe măsură ce APA continuă să evolueze și să crească în sofisticare, știința datelor va rămâne o armă critică în lupta continuă pentru a proteja activele digitale și a proteja împotriva amenințărilor cibernetice.

Bibliografie

  • Alperovitch, Dmitri. „Revealed: Operation Shady RAT – McAfee”, 2011. https://icscsi.org/library/Documents/Cyber_Events/McAfee%20-%20Operation%20Shady%20RAT.pdf.
  • Al-Saraireh, Jaafer, și Ala’ Masarweh. „A novel approach for detecting advanced persistent threats”. Egyptian Informatics Journal 23, nr. 4 (1 decembrie 2022): 45–55. https://doi.org/10.1016/j.eij.2022.06.005.
  • Al-Yaseen, Wathiq Laftah, Zulaiha Ali Othman, și Mohd Zakree Ahmad Nazri. „Multi-level hybrid support vector machine and extreme learning machine based on modified K-means for intrusion detection system”. Expert Systems with Applications 67 (1 ianuarie 2017): 296–303. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2016.09.041.
  • Amouri, Amar, Vishwa T. Alaparthy, și Salvatore D. Morgera. „A Machine Learning Based Intrusion Detection System for Mobile Internet of Things”. Sensors 20, nr. 2 (ianuarie 2020): 461. https://doi.org/10.3390/s20020461.
  • Azaria, Amos, Ariella Richardson, Sarit Kraus, și V. Subrahmanian. „Behavioral Analysis of Insider Threat: A Survey and Bootstrapped Prediction in Imbalanced Data”. IEEE Transactions on Computational Social Systems 1 (1 iunie 2014): 135–55. https://doi.org/10.1109/TCSS.2014.2377811.
  • Balduzzi, Marco, Vincenzo Ciangaglini, și Robert McArdle. Targeted attacks detection with SPuNge, 2013. https://doi.org/10.1109/PST.2013.6596053.
  • Bencsáth, B., Gábor Pék, L. Buttyán, și M. Félegyházi. „Duqu: Analysis, Detection, and Lessons Learned”, 2012. https://www.semanticscholar.org/paper/Duqu%3A-Analysis%2C-Detection%2C-and-Lessons-Learned-Bencs%C3%A1th-P%C3%A9k/9974cdf65ffbdee47837574432b0f8b59ffbddd1.
  • Bertino, Elisa, și Gabriel Ghinita. „Towards Mechanisms for Detection and Prevention of Data Exfiltration by Insiders: Keynote Talk Paper”. În Proceedings of the 6th ACM Symposium on Information, Computer and Communications Security, 10–19. Hong Kong China: ACM, 2011. https://doi.org/10.1145/1966913.1966916.
  • Bowen, Brian M., Shlomo Hershkop, Angelos D. Keromytis, și Salvatore J. Stolfo. „Baiting Inside Attackers Using Decoy Documents”. În Security and Privacy in Communication Networks, ediție de Yan Chen, Tassos D. Dimitriou, și Jianying Zhou, 51–70. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer, 2009. https://doi.org/10.1007/978-3-642-05284-2_4.
  • Brewer, Ross. „Advanced persistent threats: Minimising the damage”. Network Security 2014 (1 aprilie 2014): 5–9. https://doi.org/10.1016/S1353-4858(14)70040-6.
  • Bro, Rasmus, și Age K. Smilde. „Principal Component Analysis”. Analytical Methods 6, nr. 9 (10 aprilie 2014): 2812–31. https://doi.org/10.1039/C3AY41907J.
  • Chandola, Varun, Arindam Banerjee, și Vipin Kumar. „Anomaly Detection: A Survey”. ACM Comput. Surv. 41 (1 iulie 2009). https://doi.org/10.1145/1541880.1541882.
  • Chen, Zhiyan, Jinxin Liu, Yu Shen, Murat Simsek, Burak Kantarci, H.T. Mouftah, și Petar Djukic. „Machine Learning-Enabled IoT Security: Open Issues and Challenges Under Advanced Persistent Threats”. ACM Computing Surveys 55 (19 aprilie 2022). https://doi.org/10.1145/3530812.
  • Chu, Wen-Lin, Chih-Jer Lin, și Ke-Neng Chang. „Detection and Classification of Advanced Persistent Threats and Attacks Using the Support Vector Machine”. Applied Sciences 9, nr. 21 (ianuarie 2019): 4579. https://doi.org/10.3390/app9214579.
  • Cobb, Michael. „The Evolution of Threat Detection and Management”, 2013. https://docs.media.bitpipe.com/io_10x/io_109837/item_691345/EMC_sSecurity_IO%23109837_E-Guide_060513.pdf.
  • De Vries, Johannes, Hans Hoogstraaten, Jan Van Den Berg, și Semir Daskapan. „Systems for Detecting Advanced Persistent Threats: A Development Roadmap Using Intelligent Data Analysis”. 2012 International Conference on Cyber Security, decembrie 2012, 54–61. https://doi.org/10.1109/CyberSecurity.2012.14.
  • Friedberg, Ivo, Florian Skopik, Giuseppe Settanni, și Roman Fiedler. „Combating advanced persistent threats: From network event correlation to incident detection”. Computers & Security 48 (1 februarie 2015): 35–57. https://doi.org/10.1016/j.cose.2014.09.006.
  • Ghafir, Ibrahim, Mohammad Hammoudeh, Vaclav Prenosil, Liangxiu Han, Robert Hegarty, Khaled Rabie, și Francisco J. Aparicio-Navarro. „Detection of advanced persistent threat using machine-learning correlation analysis”. Future Generation Computer Systems 89 (1 decembrie 2018): 349–59. https://doi.org/10.1016/j.future.2018.06.055.
  • Ghafir, Ibrahim, Konstantinos G. Kyriakopoulos, Sangarapillai Lambotharan, Francisco J. Aparicio-Navarro, Basil Assadhan, Hamad Binsalleeh, și Diab M. Diab. „Hidden Markov Models and Alert Correlations for the Prediction of Advanced Persistent Threats”. IEEE Access 7 (2019): 99508–20. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2930200.
  • Giura, Paul, și Wei Wang. „A Context-Based Detection Framework for Advanced Persistent Threats”. În 2012 International Conference on Cyber Security, 69–74, 2012. https://doi.org/10.1109/CyberSecurity.2012.16.
  • Greitzer, Frank L., și Deborah A. Frincke. „Combining Traditional Cyber Security Audit Data with Psychosocial Data: Towards Predictive Modeling for Insider Threat Mitigation”. În Insider Threats in Cyber Security, ediție de Christian W. Probst, Jeffrey Hunker, Dieter Gollmann, și Matt Bishop, 85–113. Advances in Information Security. Boston, MA: Springer US, 2010. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7133-3_5.
  • Gu, Guofei, Roberto Perdisci, Junjie Zhang, și Wenke Lee. BotMiner: Clustering Analysis of Network Traffic for Protocol- and Structure-Independent Botnet Detection. CCS’08, 2008.
  • Haddadpajouh, Hamed, Ali Dehghantanha, Raouf Khayami, și Kim-Kwang Raymond Choo. „A Deep Recurrent Neural Network Based Approach for Internet of Things Malware Threat Hunting”. Future Generation Computer Systems 85 (4 martie 2018). https://doi.org/10.1016/j.future.2018.03.007.
  • Hartigan, John A. Clustering Algorithms. Wiley, 1975.
  • Hassannataj Joloudari, Javad, Mojtaba Haderbadi, Amir Mashmool, Mohammad Ghasemigol, Shahab Shamshirband, și Amir Mosavi. „Early Detection of the Advanced Persistent Threat Attack Using Performance Analysis of Deep Learning”. IEEE Access 8 (6 octombrie 2020). https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3029202.
  • Hejase, Ale, Hussin Hejase, și Jose Hejase. „Cyber Warfare Awareness in Lebanon: Exploratory Research”. International Journal of Cyber-Security and Digital Forensics Vol 4 (20 septembrie 2015): 482–97. https://doi.org/10.17781/P001892.
  • Hochreiter, Sepp, și Jürgen Schmidhuber. „Long Short-term Memory”. Neural computation 9 (1 decembrie 1997): 1735–80. https://doi.org/10.1162/neco.1997.9.8.1735.
  • Hofer-Schmitz, Katharina, Ulrike Kleb, și Branka Stojanović. „The Influences of Feature Sets on the Detection of Advanced Persistent Threats”. Electronics 10, nr. 6 (ianuarie 2021): 704. https://doi.org/10.3390/electronics10060704.
  • Jia, Bin, Zhaowen Lin, și Yan Ma. Advanced Persistent Threat Detection Method Research Based on Relevant Algorithms to Artificial Immune System. Vol. 520, 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-662-47401-3_29.
  • Johnson, John, și Emilie Hogan. A graph analytic metric for mitigating advanced persistent threat. Vol. 129, 2013. https://doi.org/10.1109/ISI.2013.6578801.
  • Lee, Martin. „Clustering Disparate Attacks: Mapping The Activities of The Advanced Persistent Threat.” 21st Virus Bulletin International Conference, 1 octombrie 2011. https://www.academia.edu/2352875/CLUSTERING_DISPARATE_ATTACKS_MAPPING_THE_ACTIVITIES_OF_THE_ADVANCED_PERSISTENT_THREAT.
  • Lin, Min, Qiang Chen, și Shuicheng Yan. „Network In Network”. CoRR, 16 decembrie 2013. https://www.semanticscholar.org/paper/Network-In-Network-Lin-Chen/5e83ab70d0cbc003471e87ec306d27d9c80ecb16.
  • Liu, Yali, Cherita Corbett, Ken Chiang, Rennie Archibald, Biswanath Mukherjee, și Dipak Ghosal. SIDD: A Framework for Detecting Sensitive Data Exfiltration by an Insider Attack. Hawaii International Conference on System Sciences, 2009. https://doi.org/10.1109/HICSS.2009.390.
  • Manhas, Jatinder, și Shallu Kotwal. „Implementation of Intrusion Detection System for Internet of Things Using Machine Learning Techniques”. ediție de Kaiser J. Giri, Shabir Ahmad Parah, Rumaan Bashir, și Khan Muhammad, 217–37. Algorithms for Intelligent Systems. Singapore: Springer Singapore, 2021. https://doi.org/10.1007/978-981-15-8711-5_11.
  • Marchetti, Mirco, Fabio Pierazzi, Michele Colajanni, și Alessandro Guido. „Analysis of high volumes of network traffic for Advanced Persistent Threat detection”. Computer Networks 109 (1 iunie 2016). https://doi.org/10.1016/j.comnet.2016.05.018.
  • McAfee. „Protecting Your Critical Assets – Lessons Learned from “Operation Aurora””, 2010. https://www.wired.com/images_blogs/threatlevel/2010/03/operationaurora_wp_0310_fnl.pdf.
  • McDermott, Christopher D., Farzan Majdani, și Andrei V. Petrovski. „Botnet Detection in the Internet of Things using Deep Learning Approaches”. În 2018 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 1–8, 2018. https://doi.org/10.1109/IJCNN.2018.8489489.
  • McHugh, John. „Testing Intrusion detection systems: a critique of the 1998 and 1999 DARPA intrusion detection system evaluations as performed by Lincoln Laboratory”. ACM Transactions on Information and System Security 3, nr. 4 (Noiembrie 2000): 262–94. https://doi.org/10.1145/382912.382923.
  • MITRE. „MiniDuke, Software S0051 | MITRE ATT&CK®”, 2021. https://attack.mitre.org/software/S0051/.
  • Montgomery, Douglas C., Elizabeth A. Peck, și G. Geoffrey Vining. Introduction to Linear Regression Analysis. John Wiley & Sons, 2012.
  • Oehmen, Christopher, Elena Peterson, și Scott Dowson. „An organic model for detecting cyber-events”. În Proceedings of the Sixth Annual Workshop on Cyber Security and Information Intelligence Research, 1–4. CSIIRW ’10. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery, 2010. https://doi.org/10.1145/1852666.1852740.
  • Park, Seong-Taek, Guozhong Li, și Jae-Chang Hong. „A Study on Smart Factory-Based Ambient Intelligence Context-Aware Intrusion Detection System Using Machine Learning”. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing 11, nr. 4 (aprilie 2020): 1405–12. https://doi.org/10.1007/s12652-018-0998-6.
  • Probst, Philipp, Marvin N. Wright, și Anne-Laure Boulesteix. „Hyperparameters and Tuning Strategies for Random Forest”. WIREs Data Mining and Knowledge Discovery 9, nr. 3 (2019): e1301. https://doi.org/10.1002/widm.1301.
  • Quintero-Bonilla, Santiago, și Angel Martín del Rey. „A New Proposal on the Advanced Persistent Threat: A Survey”. Applied Sciences 10, nr. 11 (ianuarie 2020): 3874. https://doi.org/10.3390/app10113874.
  • Rachmadi, Salman, Satria Mandala, și Dita Oktaria. „Detection of DoS Attack using AdaBoost Algorithm on IoT System”. În 2021 International Conference on Data Science and Its Applications (ICoDSA), 28–33, 2021. https://doi.org/10.1109/ICoDSA53588.2021.9617545.
  • Radzikowski, Shem. „CyberSecurity: Origins of the Advanced Persistent Threat (APT)”. Dr.Shem, 8 octombrie 2015. https://DrShem.com/2015/10/08/cybersecurity-origins-of-the-advanced-persistent-threat-apt/.
  • Roldán, José, Juan Boubeta-Puig, José Luis Martínez, și Guadalupe Ortiz. „Integrating complex event processing and machine learning: An intelligent architecture for detecting IoT security attacks”. Expert Systems with Applications 149 (1 iulie 2020): 113251. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2020.113251.
  • Sasaki, Takayuki. „Towards Detecting Suspicious Insiders by Triggering Digital Data Sealing”. În 2011 Third International Conference on Intelligent Networking and Collaborative Systems, 637–42. Fukuoka, Japan: IEEE, 2011. https://doi.org/10.1109/INCoS.2011.157.
  • Schubert, Erich, Jörg Sander, Martin Ester, Hans Kriegel, și Xiaowei Xu. „DBSCAN revisited, revisited: Why and how you should (still) use DBSCAN”. ACM Transactions on Database Systems 42 (31 iulie 2017): 1–21. https://doi.org/10.1145/3068335.
  • SecureList. „“Red October” Diplomatic Cyber Attacks Investigation”, 14 ianuarie 2013. https://securelist.com/red-october-diplomatic-cyber-attacks-investigation/36740/.
  • Soong, T. T. „Fundamentals of Probability and Statistics for Engineers | Wiley”. Wiley.com, 2004. https://www.wiley.com/en-us/Fundamentals+of+Probability+and+Statistics+for+Engineers-p-9780470868157.
  • Tavallaee, Mahbod, Ebrahim Bagheri, Wei Lu, și Ali A. Ghorbani. „A detailed analysis of the KDD CUP 99 data set”. În 2009 IEEE Symposium on Computational Intelligence for Security and Defense Applications, 1–6, 2009. https://doi.org/10.1109/CISDA.2009.5356528.
  • Virvilis, Nikos, și Dimitris Gritzalis. „The Big Four – What We Did Wrong in Advanced Persistent Threat Detection?” În 2013 International Conference on Availability, Reliability and Security, 248–54, 2013. https://doi.org/10.1109/ARES.2013.32.
  • Virvilis, Nikos, Dimitris Gritzalis, și Theodoros Apostolopoulos. „Trusted Computing vs. Advanced Persistent Threats: Can a Defender Win This Game?” În 2013 IEEE 10th International Conference on Ubiquitous Intelligence and Computing and 2013 IEEE 10th International Conference on Autonomic and Trusted Computing, 396–403, 2013. https://doi.org/10.1109/UIC-ATC.2013.80.
  • Wahla, Arfan, Lan Chen, Yali Wang, Rong Chen, și Fan Wu. „Automatic Wireless Signal Classification in Multimedia Internet of Things: An Adaptive Boosting Enabled Approach”. IEEE Access PP (1 noiembrie 2019): 1–1. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2950989.
  • Wang, Xiali, și Xiang Lu. „A Host-Based Anomaly Detection Framework Using XGBoost and LSTM for IoT Devices”. Wireless Communications and Mobile Computing 2020 (5 octombrie 2020): 1–13. https://doi.org/10.1155/2020/8838571.
  • Wang, Yuan, Yongjun Wang, Jing Liu, și Zhijian Huang. „A Network Gene-Based Framework for Detecting Advanced Persistent Threats”. În 2014 Ninth International Conference on P2P, Parallel, Grid, Cloud and Internet Computing, 97–102, 2014. https://doi.org/10.1109/3PGCIC.2014.41.
  • Wu, Xindong, Vipin Kumar, J. Ross Quinlan, Joydeep Ghosh, Qiang Yang, Hiroshi Motoda, Geoffrey J. McLachlan, et al. „Top 10 Algorithms in Data Mining”. Knowledge and Information Systems 14, nr. 1 (1 ianuarie 2008): 1–37. https://doi.org/10.1007/s10115-007-0114-2.

Note

[1] McAfee, „Protecting Your Critical Assets – Lessons Learned from “Operation Aurora””.

[2] Alperovitch, „Revealed: Operation Shady RAT – McAfee”.

[3] SecureList, „“Red October” Diplomatic Cyber Attacks Investigation”.

[4] MITRE, „MiniDuke, Software S0051 | MITRE ATT&CK®”.

[5] Friedberg et al., „Combating advanced persistent threats”.

[6] Brewer, „Advanced persistent threats”.

[7] Virvilis și Gritzalis, „The Big Four – What We Did Wrong in Advanced Persistent Threat Detection?”

[8] Giura și Wang, „A Context-Based Detection Framework for Advanced Persistent Threats”.

[9] De Vries et al., „Systems for Detecting Advanced Persistent Threats”.

[10] Johnson și Hogan, A graph analytic metric for mitigating advanced persistent threat.

[11] Friedberg et al., „Combating advanced persistent threats”.

[12] Sasaki, „Towards Detecting Suspicious Insiders by Triggering Digital Data Sealing”.

[13] Bertino și Ghinita, „Towards Mechanisms for Detection and Prevention of Data Exfiltration by Insiders”.

[14] Liu et al., SIDD.

[15] Gu et al., BotMiner.

[16] Azaria et al., „Behavioral Analysis of Insider Threat”.

[17] Greitzer și Frincke, „Combining Traditional Cyber Security Audit Data with Psychosocial Data”.

[18] Bowen et al., „Baiting Inside Attackers Using Decoy Documents”.

[19] Chandola, Banerjee, și Kumar, „Anomaly Detection”.

[20] Soong, „Fundamentals of Probability and Statistics for Engineers | Wiley”.

[21] Hartigan, Clustering Algorithms.

[22] Soong, „Fundamentals of Probability and Statistics for Engineers | Wiley”.

[23] Marchetti et al., „Analysis of high volumes of network traffic for Advanced Persistent Threat detection”.

[24] Brewer, „Advanced persistent threats”.

[25] Friedberg et al., „Combating advanced persistent threats”.

[26] Jia, Lin, și Ma, Advanced Persistent Threat Detection Method Research Based on Relevant Algorithms to Artificial Immune System.

[27] McDermott, Majdani, și Petrovski, „Botnet Detection in the Internet of Things using Deep Learning Approaches”.

[28] Ghafir et al., „Detection of advanced persistent threat using machine-learning correlation analysis”.

[29] Chen et al., „Machine Learning-Enabled IoT Security”.

[30] Rachmadi, Mandala, și Oktaria, „Detection of DoS Attack using AdaBoost Algorithm on IoT System”.

[31] Wahla et al., „Automatic Wireless Signal Classification in Multimedia Internet of Things”.

[32] Manhas și Kotwal, „Implementation of Intrusion Detection System for Internet of Things Using Machine Learning Techniques”.

[33] Montgomery, Peck, și Vining, Introduction to Linear Regression Analysis.

[34] Lin, Chen, și Yan, „Network In Network”.

[35] Probst, Wright, și Boulesteix, „Hyperparameters and Tuning Strategies for Random Forest”.

[36] Hochreiter și Schmidhuber, „Long Short-term Memory”.

[37] Schubert et al., „DBSCAN revisited, revisited”.

[38] Al-Yaseen, Othman, și Nazri, „Multi-level hybrid support vector machine and extreme learning machine based on modified K-means for intrusion detection system”.

[39] Roldán et al., „Integrating complex event processing and machine learning”.

[40] Amouri, Alaparthy, și Morgera, „A Machine Learning Based Intrusion Detection System for Mobile Internet of Things”.

[41] Wang și Lu, „A Host-Based Anomaly Detection Framework Using XGBoost and LSTM for IoT Devices”.

[42] Park, Li, și Hong, „A Study on Smart Factory-Based Ambient Intelligence Context-Aware Intrusion Detection System Using Machine Learning”.

[43] Haddadpajouh et al., „A Deep Recurrent Neural Network Based Approach for Internet of Things Malware Threat Hunting”.

[44] Al-Saraireh și Masarweh, „A novel approach for detecting advanced persistent threats”.

[45] Brewer, „Advanced persistent threats”.

[46] Cobb, „The Evolution of Threat Detection and Management”.

[47] Quintero-Bonilla și Martín del Rey, „A New Proposal on the Advanced Persistent Threat”.

[48] Quintero-Bonilla și Martín del Rey.

[49] Radzikowski, „CyberSecurity”.

[50] Hejase, Hejase, și Hejase, „Cyber Warfare Awareness in Lebanon”, 87.

[51] Chu, Lin, și Chang, „Detection and Classification of Advanced Persistent Threats and Attacks Using the Support Vector Machine”.

[52] McHugh, „Testing Intrusion detection systems”.

[53] Tavallaee et al., „A detailed analysis of the KDD CUP 99 data set”.

[54] Bro și Smilde, „Principal Component Analysis”.

[55] Wu et al., „Top 10 Algorithms in Data Mining”.

[56] Virvilis, Gritzalis, și Apostolopoulos, „Trusted Computing vs. Advanced Persistent Threats”.

[57] Hofer-Schmitz, Kleb, și Stojanović, „The Influences of Feature Sets on the Detection of Advanced Persistent Threats”.

[58] Wang et al., „A Network Gene-Based Framework for Detecting Advanced Persistent Threats”.

[59] Oehmen, Peterson, și Dowson, „An organic model for detecting cyber-events”.

[60] Hofer-Schmitz, Kleb, și Stojanović, „The Influences of Feature Sets on the Detection of Advanced Persistent Threats”.

[61] Hassannataj Joloudari et al., „Early Detection of the Advanced Persistent Threat Attack Using Performance Analysis of Deep Learning”.

[62] Chu, Lin, și Chang, „Detection and Classification of Advanced Persistent Threats and Attacks Using the Support Vector Machine”.

[63] Ghafir et al., „Hidden Markov Models and Alert Correlations for the Prediction of Advanced Persistent Threats”.

[64] Lee, „CLUSTERING DISPARATE ATTACKS”.

[65] Bencsáth et al., „Duqu”.

[66] Balduzzi, Ciangaglini, și McArdle, Targeted attacks detection with SPuNge.

[67] Hassannataj Joloudari et al., „Early Detection of the Advanced Persistent Threat Attack Using Performance Analysis of Deep Learning”.

 

Creative Commons CC BY 4.0Articol cu Acces Deschis (Open Access) distribuit în conformitate cu termenii licenței de atribuire Creative Commons CC BY SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).

1 17 18 19 20 21 22 23 44