Обнаружение скрытого вредоносного программного обеспечения с использованием глубокой нейронной сети с выбором признаков ANOVA на наборе данных CIC-MalMem-2022
https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-5-849-857
Аннотация
Анализ вредоносного программного обеспечения включает исследование функциональности, поведения и потенциальных рисков. Искусственный интеллект и глубокое обучение открывают возможности автоматизированного, интеллектуального и адаптивного анализа вредоносного программного обеспечения. В работе предлагается модель глубокой нейронной сети (Deep Neural Network, DNN), созданная на основе признаков, выбранных с помощью F-теста дисперсионного анализа (ANalysis Of VAriance, ANOVA), для повышения точности распознавания путем выявления информативных признаков. DNN-ANOVA представляет собой метод выбора признаков, используемый для анализа числовых входных данных, когда целевая переменная является категориальной. К наиболее релевантным признакам относятся те, значения оценки которых превышают определенный порог, равный отношению суммы оценок всех признаков к общему числу признаков. Эксперименты выполнены на наборе данных CIC-MalMem-2022. Проведен анализ обнаружения или отсутствия вредоносного программного обеспечения с использованием бинарной классификации, а также полиномиальной классификации для определения его типа. Согласно результатам F-теста, модель DNN-ANOVA достигает наилучших значений: 100 % — precision, 99,99 % — accuracy, 99, 99 % — F1-score и 99,98 % — recall для бинарной классификации. Кроме того, DNN-ANOVA превосходит текущие работы с общим показателем точности (accuracy) 85,83 % для групповых атак и 73,98 % для индивидуальных атак в случае полиномиальной классификации.
Об авторах
М. ХаджилаАлжир
Хаджила Мурад - доктор наук, преподаватель-исследователь
Тлемсен, 13000
М. Мерзуг
Алжир
Мерзуг Мохаммед - доктор наук, преподаватель-исследователь
Тлемсен, 13000
В. Ферхи
Алжир
Ферхи Вафа - аспирант
Тлемсен, 13000
Дж. Муссауи
Алжир
Муссауи Джилали - доктор наук, преподаватель-исследователь
Тлемсен, 13000
А. Б. Буйден
Алжир
Буйден Аль Бараа - аспирант
Тлемсен, 13000
М. Х. Хашеми
Россия
Хашеми Мохаммед Хишам - доктор наук, преподаватель-исследователь
Оран, 31000
Список литературы
1. Kramer S., Bradfield J.C. A general definition of malware. Journal in Computer Virology, 2010, vol. 6, no. 2, pp. 105–114. https://doi.org/10.1007/s11416-009-0137-1
2. Li C., Gaudiot J.L. Detecting malicious attacks exploiting hardware vulnerabilities using performance counters. Proc. of the 2019 IEEE 43rd Annual Computer Software and Applications Conference (COMPSAC). V. 1, 2019, pp. 588–597. https://doi.org/10.1109/compsac.2019.00090
3. Sinanovic H., Mrdovic S. Analysis of Mirai malicious software. Proc. of the 25th International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks (SoftCOM), 2017, pp. 1–5. https://doi.org/10.23919/softcom.2017.8115504
4. Singh R., Kumar H., Singla R.K., Ketti R.R. Internet attacks and intrusion detection system: A review of the literature. Online Information Review, 2017, vol. 41, no. 2, pp. 171–184. https://doi.org/10.1108/oir-12-2015-0394
5. Yadav B., Tokekar S. Deep learning in malware identification and classification. Malware Analysis Using Artificial Intelligence and Deep Learning. Springer, Cham, 2021, pp. 163–205. https://doi.org/10.1007/978-3-030-62582-5_6
6. Kertysova K., Frinking E., van den Dool K., Maricic A., Bhattacharyya K. Cybersecurity: Ensuring awareness and resilience of the private sector across Europe in face of mounting cyber risks-Study. Bruxelles, Belgium, European Economic and Social Committee, 2018.
7. Gopinath M., Sethuraman S.C. A comprehensive survey on deep learning based malware detection techniques. Computer Science Review, 2023, vol. 47, pp. 100529. https://doi.org/10.1016/j.cosrev.2022.100529
8. Faruk M.J.H., Shahriar H., Valero M., Barsha F.L., Sobhan S., Khan M.A., Whitman M., Cuzzocrea A., Lo D., Rahman A., Wu F. Malware detection and prevention using artificial intelligence techniques. Proc. of the IEEE International Conference on Big Data (Big Data), 2021, pp. 5369–5377. https://doi.org/10.1109/bigdata52589.2021.9671434
9. Vigna G. How AI will help in the fight against malware. Retrieved from TechBeacon, 2020.
10. Schmitt M. Securing the Digital World: Protecting smart infrastructures and digital industries with Artificial Intelligence (AI)- enabled malware and intrusion detection. Journal of Industrial Information Integration, 2023, vol. 36, pp. 100520. https://doi.org/10.1016/j.jii.2023.100520
11. Aljabri M., Alhaidari F., Albuainain A., Alrashidi S., Alansari J., Alqahtani W., Alshaya J. Ransomware detection based on machine learning using memory features. Egyptian Informatics Journal, 2024, vol. 25, pp. 100445. https://doi.org/10.1016/j.eij.2024.100445
12. Ababneh M., Aljarrah A. Cybersecurity: Malware multi-attack detector on android-based devices using deep learning methods. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2024, vol. 102, no. 1, pp. 144–166.
13. Majid A.A.M., Alshaibi A.J., Kostyuchenko E., Shelupanov A. A review of artificial intelligence based malware detection using deep learning. Materials Today: Proceedings, 2023, vol. 80, part 3, pp. 2678–2683. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.07.012
14. Riaz S., Latif S., Usman S.M., Ullah S.S., Algarni A.D., Yasin A., Anwar A., Elmannai H., Hussain S. Malware Detection in Internet of Things (IoT) devices using deep learning. Sensors, 2022, vol. 22, no. 23, pp. 9305. https://doi.org/10.3390/s22239305
15. Xing X., Jin X., Elahi H., Jiang H., Wang G. A malware detection approach using autoencoder in deep learning. IEEE Access, 2022, vol. 10, pp. 25696–25706. https://doi.org/10.1109/access.2022.3155695
16. Ucci D., Aniello L., Baldoni R. Survey of machine learning techniques for malware analysis. Computers & Security, 2019, vol. 81, pp. 123–147. https://doi.org/10.1016/j.cose.2018.11.001
17. Shafin S.S., Karmakar G., Mareels I. Obfuscated memory malware detection in resource-constrained IoT devices for smart city applications. Sensors, 2023, vol. 23, no. 11, pp. 5348. https://doi.org/10.3390/s23115348
18. Mezina A., Burget R. Obfuscated malware detection using dilated convolutional network. Proc. of the 14th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), 2022, pp. 110–115. https://doi.org/10.1109/icumt57764.2022.9943443
19. Brownlee J. How to perform feature selection with numerical input data. Machine Learning Mastery, 2020.
20. Brownlee J. How to choose a feature selection method for machine learning. Machine Learning Mastery, 2019.
21. Cai J., Luo J., Wang S., Yang S. Feature selection in machine learning: A new perspective. Neurocomputing, 2018, vol. 300, pp. 70–79. https://doi.org/10.1016/j.neucom.2017.11.077
22. Payton A.M. A review of spyware campaigns and strategies to combat them. Proc. of the 3rd Annual Conference on Information Security Curriculum Development, 2006, pp. 136–141. https://doi.org/10.1145/1231047.1231077
23. Carrier T., Victor P., Tekeoglu A., Lashkari A. Detecting obfuscated malware using memory feature engineering. Proc. of the 8th International Conference on Information Systems Security and Privacy ICISSP. V. 1, 2022, pp. 177–188. https://doi.org/10.5220/0010908200003120
24. Mallikarajunan K.N., Preethi S.R., Selvalakshmi S., Nithish N. Detection of spyware in software using virtual environment. Proc. of the 3rd International Conference on Trends in Electronics and Informatics (ICOEI), 2019, pp. 1138–1142. https://doi.org/10.1109/icoei.2019.8862547
25. Jonasson D., Sigholm J. What is Spyware?. TDDC03 Projects, Department of Computer and Information Science. Sewden, Linkopings University, 2005.
26. Pelchen-Matthews A., Raposo G., Marsh M. Endosomes, exosomes and Trojan viruses. Trends in Microbiology, 2004, vol. 12, no. 7, pp. 310–316. https://doi.org/10.1016/j.tim.2004.05.004
27. Liu Y., Mondal A., Chakraborty A., Zuzak M., Jacobsen N., Xing D., Srivastava A. A survey on neural trojans. Proc. of the 21st International Symposium on Quality Electronic Design (ISQED), 2020, pp. 33–39. https://doi.org/10.1109/isqed48828.2020.9137011
28. Brewer R. Ransomware attacks: detection, prevention and cure. Network Security, 2016, vol. 2016, no. 9, pp. 5–9. https://doi.org/10.1016/s1353-4858(16)30086-1
29. Tuttle H. Ransomware attackers turn to double extortion. Risk Management, 2021, vol. 68, no. 2, pp. 8–9.
30. Nershi K., Grossman S. Assessing the Political Motivations Behind Ransomware Attacks. SSRN Electronic Journal, 2023. https://doi.org/10.2139/ssrn.4507111
31. Casas P., Blancas J., Villanueva A. Ransomware Report 2023: targets, motives, and trends. Outpost24. 07 Feb. 2023. Available: https:// outpost24.com/blog/ransomware-report-2023- targets-motives-andtrends/(accessed: 01.08.2024).
32. Sawyer S.F. Analysis of variance: the fundamental concepts. Journal of Manual & Manipulative Therapy, 2009, vol. 17, no. 2, pp. 27E–38E. https://doi.org/10.1179/jmt.2009.17.2.27e
Рецензия
Для цитирования:
Хаджила М., Мерзуг М., Ферхи В., Муссауи Д., Буйден А.Б., Хашеми М.Х. Обнаружение скрытого вредоносного программного обеспечения с использованием глубокой нейронной сети с выбором признаков ANOVA на наборе данных CIC-MalMem-2022. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024;24(5):849-857. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-5-849-857
For citation:
Hadjila M., Merzoug M., Ferhi W., Moussaoui D., Bouidaine A.B., Hachemi M.H. Obfuscated malware detection using deep neural network with ANOVA feature selection on CIC-MalMem-2022 dataset. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2024;24(5):849-857. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-5-849-857