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De la défense statique à la défense adaptative : défense multi-agents fédérée contre les attaques DoS dans les réseaux de drones en essaim, basée sur l'apprentissage par renforcement profond

Created by
  • Haebom

Auteur

Yuyang Zhou, Guang Cheng, Kang Du, Zihan Chen, Tian Qin, Yuyu Zhao

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Cet article propose un nouveau cadre de défense contre les cibles mobiles (MTD) basé sur l'apprentissage par renforcement profond multi-agent fédéré (FMADRL) pour atténuer les attaques par déni de service (DoS) sur les réseaux à basse altitude dans les environnements d'essaim de drones. Pour faire face à la menace DoS posée par l'environnement sans fil ouvert, la topologie dynamique et les contraintes de ressources des drones, nous concevons des mécanismes MTD légers et coordonnés, incluant la commutation de leader, la mutation de chemin et le saut de fréquence. Le problème de défense est formulé comme un processus de décision de Markov partiellement observé multi-agent (POMDP) ​​pour capturer l'incertitude de l'essaim de drones attaqué. Chaque drone est équipé d'un agent de politique qui sélectionne de manière autonome les actions MTD en fonction d'observations partielles et de l'expérience locale. À l'aide d'un algorithme basé sur le gradient de politique, les drones optimisent conjointement leurs politiques par agrégation pondérée par la récompense. Les résultats de la simulation montrent que la méthode proposée améliore les taux d'atténuation des attaques jusqu'à 34,6 %, réduit le temps de récupération moyen jusqu'à 94,6 % et réduit la consommation d'énergie et les coûts de défense jusqu'à 29,3 % et 98,3 %, respectivement, par rapport aux références de pointe.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Nous présentons le potentiel du framework MTD basé sur FMADRL en tant que mécanisme de défense efficace contre les attaques DoS dans les réseaux à basse altitude.
Nous vérifions l’efficacité des mécanismes de défense distribués légers tels que la commutation de leader, la mutation de chemin et le saut de fréquence.
Il présente une grande adaptabilité à diverses stratégies d’attaque DoS et un taux d’atténuation efficace.
Atteindre simultanément l’efficacité énergétique et la rentabilité.
Limitations:
Ces résultats sont limités à un environnement de simulation et nécessitent une vérification des performances dans un environnement réel.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la généralisabilité de cette approche à différents types d’attaques DoS.
Une attention supplémentaire est nécessaire pour les contraintes des environnements réels, telles que les retards de communication et les erreurs de communication des drones.
Une évaluation de l’évolutivité des essaims de drones à grande échelle est nécessaire.
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