I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 ,   p p .   1 0 9 9 ~ 1 1 0 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 1 . pp 1 0 9 9 - 1 1 0 8           1099       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Enha ncing  int er n et  o f  things  attac k  det ec tion usin g  p rincipa l  co mpo nent  a na ly sis  and kernel  pri ncipa l com po nent  ana ly sis   with  co sine  distan ce and sig mo id ke rnel       Z y a d E lk ha dir,  M o ha m m ed  Achk a ri  B eg do uri   S I G L  R e sea r c h   L a b o r a t o r y ,   N a t i o n a l   S c h o o l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s   o f   Te t o u a n   ( EN S A TE),   A b d e l ma l e k   E ssaa a d i   U n i v e r si t y ,     Te t o u a n ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   3 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Au g   1 6 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Sep   3 ,   2 0 2 4       Th e   wid e sp re a d   a d o p ti o n   o f  i n t e rn e t  o f  th in g s  (Io T)  d e v ice s  h a s  b ro u g h t   a b o u t   u n p re c e d e n te d   le v e ls  o f   c o n n e c ti v it y   a n d   c o n v e n ien c e .   H o we v e r,   it   h a s  a lso   in tro d u c e d   si g n ifi c a n t   c h a ll e n g e s,  p a rti c u larl y   i n   t h e   a re a s  o f  se c u rit y   a n d   p riv a c y .   T h is  st u d y   a d d re ss e s  th e   c rit ica l  issu e   o f   in tr u sio n   d e tec ti o n   with i n   Io T   e n v iro n m e n ts,  with   a   s p e c ifi c   fo c u s   o n   a n a l y z in g   t h e   Io t - 2 3   d a tas e t.   Ou r   m e th o d o lo g y   in v o l v e s  e m p l o y i n g   p rin c i p a l  c o m p o n e n t   a n a ly sis   (P CA)   a n d   k e r n e l  P CA   f o r  d ime n sio n a li ty   re d u c ti o n .   S u b se q u e n tl y ,   we   u ti li z e   th e   k - n e a re st  n e ig h b o rs  (KN N)  a lg o rit h m   fo r  c la ss ifi c a ti o n   p u r p o se s.  T o   o p ti m ize   t h e   p e rfo rm a n c e   o f  t h e   KN N  a lg o ri th m ,   we   e x p e rime n t  with   v a rio u s  fe a tu re   sc a li n g   tec h n i q u e s,  su c h   a s  S ta n d a rd S c a ler,  M in M a x S c a ler,  a n d   Ro b u stS c a ler ,   u ti li z in g   d iffere n t  d istan c e   m e tri c s.  In   o u r   a n a ly sis,  we   d isc o v e re d   t h a t  e m p lo y i n g   th e   c o si n e   d istan c e   m e tri c   in   c o m b in a ti o n   wit h   KN N  re su lt e d   i n   su p e ri o r  in tru si o n   d e tec ti o n   p e rfo rm a n c e   wh e n   u ti li z i n g   P CA.  A d d i ti o n a ll y ,   w h e n   u ti li z i n g   k e r n e l  P CA,   we   e v a lu a ted   m u lt ip le  k e r n e l  fu n c ti o n s  a n d   d e term in e d   th a t  th e   ra d ial  b a sis  fu n c ti o n   a n d   sig m o id   k e rn e l   y ield e d   t h e   m o st f a v o ra b le res u lt s.   K ey w o r d s :   C o s in e  d is tan ce   I n ter n et  o f   th in g s     I n tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s     Ker n el  p r in cip al  c o m p o n en t  an aly s is   K - n ea r est  n eig h b o r s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Z y ad   E lk h ad ir   SIG L   R esear ch   L ab o r ato r y ,   N atio n al  Sch o o l o f   Ap p lied   Scie n ce s   o f   T eto u a n   ( E NSAT E ) ,   Ab d elm alek   E s s aa d i U n iv er s ity   T eto u an ,   M o r o cc o   E m ail:  z. elk h ad ir @ u ae . ac . m a       1.   I NT RO D UCT I O N   I n ter n et  o f   th i n g s   ( I o T )   is   co n s id er ed   as  an   im p o r tan t  co n n ec ted   d ev ices  en v ir o n m en t  wh er e  m an y   in tellig en t  s o lu tio n s   co u ld   b e   d ev elo p ed   f r o m   s m ar t  cities  to   m ilit ar y   ap p licatio n s   [ 1 ] – [ 8 ]   an d   m a n y   o t h er   s ec to r s   [ 9 ] .   W ith   th e  escalatin g   n u m b er   o f   c o n n ec ted   d ev i ce s   wo r ld wid e,   m u ltip le  s en s o r s   ar e  em p lo y ed   to   en ab le  th e   r em o te  co llectio n   o f   r ea l - tim e   d ata   f r o m   p h y s ic al  o b jects.  T h e   latter   s er v es  a s   a  f o u n d atio n   f o r   co n s tr u ctin g   in tellig en t  d ec is io n - m ak i n g   alg o r ith m s   an d   e f f icien tly   m an ag in g   I o T   e n v ir o n m en ts .   Ho wev er ,   th e  wid esp r ea d   u tili za tio n   o f   r ea l - wo r ld   d e v ices in tr o d u ce s   h eig h ten ed   v u ln er a b ilit ies to   cy b er s ec u r ity   th r ea ts .     Ma licio u s   d ev ices  h a v e  th e   p o ten tial  to   s u r r ep titi o u s ly   m o n ito r   in d iv id u als,   r em o tely   al ter   tr af f ic   s ig n als,  an d   d estab ilize  n etwo r k s   [ 1 0 ] .   No tewo r th y   r ea l - ti m e  attac k s   in clu d e   d is tr ib u te d   d en ial   o f   s er v ice   ( DDo S)  [ 1 1 ] ,   t h e  Mir ai  b o tn et   [ 1 2 ]   an d   d en ial  o f   s er v ice   ( D o S)  [ 1 3 ]   o r ch estra ted   b y   b o t n e t  cr ea to r s   wh o   m a y   also   p r o v id e  m itig atio n   s er v ic es  f o r   a  f ee   ch a r g ed   to   th e  v i ctim .   T h e   p r o tectio n   o f   I o T   d ev ices  ag ain s t  s u ch   in tr u s io n s   h o l d s   p ar a m o u n t  i m p o r tan ce   in   th e  r ea lm   o f   s ec u r ity .   T h er e   is   a  g r o win g   im p er ativ e  to   u n d er tak e   n ec ess ar y   m ea s u r es  to   en s u r e  b o th   p h y s ical  an d   cy b er s ec u r ity   ag ain s t  th ese  p o ten t  attac k s .   C o n s eq u en tly ,   a  th o r o u g h   e x am in atio n   o f   n etwo r k s   u s in g   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s   ( I DS)   h as b ec o m e  in d is p en s ab le.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :   1 0 9 9 - 1 1 0 8   1100   Ma in tain in g   a  h ig h   an o m aly - b ased   I DS a cc u r ac y   is   ch allen g in g   d u e  to   th e  h i g h   d im en s io n al  n etwo r k   s tr u ctu r es  with   m an y   u s eless   in f o r m atio n .   T o   a u g m en t   it  ef f icac y ,   r esear ch e r s   em p lo y   m a n y   f ea tu r e   ex tr ac tio n   m eth o d s   to   o b tain   ju s t  th e  v alu ab le  d ata.   T h e  latter   will  h elp   th e  I D S  in   cla s s if y in g   th e  n etwo r k   co n n ec tio n s .   Ma n y   ar ticles  [ 1 4 ] – [ 1 7 ]   u s ed   p r in cip al  co m p o n e n t  an aly s is   ( PC A)   v ar ian t  with   I DS  in   v ar io u s   n o n - I o T   n etwo r k s   an d   s h o wed   g o o d   r esu lts .   R ec en t  s tu d ies   h av e  u tili ze d   as  a  f ea tu r e  e x tr ac tio n   PC A  with     k - n ea r est  n ei g h b o r s   ( KNN )   cl ass if ier s   to   im p r o v e   I DS  ac cu r ac y   in   I o T   en v ir o n m e n ts .   Fo r   in s tan ce ,   th e   wo r k   [ 1 8 ]   b u ilt  an   I DS  u s in g   PC A  an d   a  g e n etic  alg o r ith m   ( GA)   b ef o r e  e m p lo y i n g   a  KNN  cl ass if ier   to   en h an ce   I DS  ac cu r ac y .   Dash   et  a l.   [ 1 9 ]   p r o p o s ed   two   ap p r o ac h es,  o n e  u tili zin g   PC A  an d   an o th er   with o u t  PC A,   to   co m p ar e   th eir   p er f o r m a n ce ,   d em o n s tr atin g   a  n o tewo r th y   im p r o v em e n t  in   DDo S  attac k   d e tectio n   ac cu r ac y   i n   I o T   d e v ices  b y   in teg r atin g   P C A  an d   R o b u s tScaler .   Similar ly ,   Ab d aljab ar   et  a l.   [ 2 0 ]   co m b in ed   K - NN   an d   d ec is io n   tr ee   class if ier s   to   ac h iev e  o u ts tan d in g   r esu lts   in   I DS  p e r f o r m an ce   m etr ics.  Ho wev er ,   th ese   ap p r o ac h es  p r im ar ily   em p lo y ed   PC A/KNN  w ith   E u clid ea n   d is tan ce   an d   d id   n o t  ex p lo r e  th e  ef f icien c y   o f   o th er   d is tan ce s   s u ch   as  Ma n h attan ,  Min k o wsk i ,  C h eb y s h ev ,   co s in e  s im ilar ity ,   h a m m in g ,   J ac ca r d   s im ilar ity ,   an d   co r r elatio n - b ased   d is tan ce s .   E ac h   o f   t h ese  m etr ics  h as  its   s tr en g th s   an d   m a y   b e  m o r e  s u itab le  f o r   s p ec if ic  d ata  ty p es o r   p atter n s   with in   I o T   n etwo r k s .   Few  o th er   s tu d ies  h av e  em p lo y ed   th e  n o n - lin ea r   v er s io n   o f   PC A,   n am ely   k er n el  PC A  ( KPC A) ,   to   im p r o v e  I DS  p er f o r m a n ce   in   I o T   en v ir o n m en ts .   Fo r   ex am p le,   th e  s tu d y   [ 2 1 ]   co m b i n ed   KPC A   f o r   f ea tu r e   ex tr ac tio n   an d   C NN  f o r   attac k   r ec o g n itio n   a n d   class if icatio n ,   d em o n s tr atin g   th e  ef f ec tiv en ess   o f   th is   ap p r o ac h   u s in g   b en c h - m ar k   d atasets .   Similar ly ,   Yan g   et  a l.   [ 2 2 ]   p r o p o s ed   a  f ea tu r e  en g in ee r in g   m o d el   in co r p o r atin g   KPC A,   an d   t h e   wo r k   [ 2 3 ]   u tili ze d   KPC A  f o r   f ea tu r e  e x tr ac tio n   f r o m   b io m etr ic  d ata   in   I o T - b ased   s m ar t  b u il d in g s .   Ho wev er ,   m o s t  KPC A  im p lem en tatio n s   p r ed o m in an tly   u tili ze   th e  r a d ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F)  k er n el,   with o u t  th o r o u g h ly   ex p l o r in g   th e   p o ten tial  b en ef its   o f   o th er   k e r n el  f u n ctio n s   s u c h   a s   p o ly n o m ial  an d   s ig m o id   k e r n e ls .   T h is   p ap er   f o cu s es  o n   s ev er al  cr itical  ar ea s   o f   s tu d y .   First,  we  ex am in e  h o w  v a r io u s   d is tan ce   m etr ics  im p ac t  th e   p er f o r m an ce   o f   t h e  KNN  class if ier   an d   PC A  in   I DS  f o r   I o T   s ec u r ity .   N ex t,  we  p r o v id e  a   co m p ar ativ e  an al y s is   o f   k er n e l  PC A,   u tili z in g   d if f er en t  k e r n el  f u n ctio n s ,   ag ain s t  tr ad itio n a l  PC A.   T h e  r est  o f   th e  p ap e r   is   ar r an g e d   in   th e   f o llo win g   m an n e r :  Sectio n   2   d etails  th e  p r o p o s ed   I DS  f r a m ewo r k .   Sectio n   3   p r esen ts   an d   d is cu s s es th e  ex p er im en tal  r esu lts .   Fin ally ,   Sectio n   4   s u m m a r izes th e  k ey   f in d in g s .       2.   M E T H O D    T h e  p r o p o s ed   I DS,   as  d ep icte d   in   Fig u r e   1 ,   co n s is ts   o f   two   m ain   p h ases :  th e  tr ain in g   p h a s e  an d   t h e   test in g   p h ase.   I n   th e  in itial  p h ase,   d ata   is   co llected   f r o m   th r ee   d ev ices,  f o llo wed   b y   d ata  p r e p r o ce s s in g   p r o ce d u r e,   wh ich   in v o l v es  clea n in g   th e  d ata  an d   r ep lacin g   m is s in g   v alu es.  Su b s eq u en tly ,   th e  p r o ce s s ed   d at a   u n d er g o es  s ca lin g   m eth o d s ,   in clu d in g   s tan d a r d ,   m i n - m ax ,   an d   R o b u s tScaler s ,   d is cu s s ed   ex ten s iv ely   in   Sectio n   2 . 2   to   en s u r e   th at   a ll  f ea tu r es  ar e   co m p ar a b ly   s ca led ,   p r ev en tin g   a n y   in d iv i d u al  f ea t u r e  f r o m   d o m in atin g   s o lely   b ased   o n   its   m ag n itu d e .           Fig u r e  1 .   T h e  p r o p o s ed   I DS m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   in tern et  o f th in g s   a tta ck   d etec tio n   u s in g   p r in cip a l c o mp o n e n t…  ( Zya d   E lkh a d i r )   1101   Fo llo win g   s ca lin g ,   p r in cip al  co m p o n en t  PC A  o r   k er n el  K PC A  is   ap p lied   to   th e  r esu lti n g   d ata   to   ex tr ac t  th e  a x es  ( PC s )   o f   th e   r ed u ce d   s p ac e  an d   g e n er ate  t r ain in g   d ata  with   r e d u ce d   f ea tu r es,  m o r e   d etails  ab o u t  PC A  an d   KPC A  ar e  g i v en   in   s u b s ec tio n   2 . 3 .   I n   th e   class if icatio n   o r   test in g   p h ase,   d ata  is   c o llected   f r o m   th e  s am e   d ev ices,   an d   id en tical  p r e p r o ce s s in g   a n d   s ca lin g   tech n i q u es  ar e   ap p lied   as  in   th e  tr ai n in g   p h ase.   T h e  r esu ltin g   d ata  is   th en   p r o jecte d   o n to   th e  r ed u ce d   s p ac e  u s in g   th e  PC s .   Fin ally ,   t h e  o b tain ed   test in g   d ata  is   co m p ar e d   to   th e   tr ain i n g   d ata  i n   th e  s am e  r ed u ce d   s p ac e  u s in g   th e   KNN  alg o r ith m   to   class if y   n o r m al   an d   m alicio u s   d ata.   Su b s ec tio n   2 . 4 .   g iv es a n   o v er v iew  ab o u t   KNN  an d   th e  em p l o y ed   d is tan ce s .     2 . 1 .     Da t a s et   T h e  d ataset  u tili ze d   in   th is   s t u d y   was  s o u r ce d   f r o m   [ 2 4 ] ,  k n o wn   as  th e  I o T - 2 3   d ataset,   it  co n tain s   r ea l  an d   lab eled   in s tan ce s   o f   I o T   m alwa r e   in f ec tio n s   alo n g s id e  n o r m al   tr af f ic.   T h e   2 3   ca p tu r es  a r e  co n s tr u ctin g   th e  d ataset  an d   o r g an ized   as  3   n o r m al  ca p tu r es   an d   2 0   m alicio u s   ca p tu r es.  E v er y   ca p tu r e   f r o m   co r r u p te d   d e v ices  is   lab eled   with   a  co r r esp o n d in g   m alwa r e  s am p le  ex ec u te d .   Du e   to   t h e  v ast  s ize  o f   th e   d ataset,   a  d ec is io n   was  m ad e  to   r etain   a   s m all  p ar t   o f   co n n ec tio n s   f r o m   ea ch   in d i v id u al  d ataset  an d   s u b s eq u en tly   m er g e  th em   i n to   a  n o v el  d ataset.   T h is   m a n ip u latio n   was  u n d er tak e n   t o   en s u r e  th at  o u r   co m p u tatio n al  r eso u r ce s   co u l d   ef f icien tly   m a n ag e  th e  w o r k lo ad   o f   th e  n o v el  d ataset  an d   s im u ltan eo u s ly   ex tr ac tin g   th e  m o s t o f   attac k   t y p es p r esen t w ith in   th e  i n itial I o T - 2 3   d ataset.   I n itially ,   th e  Py th o n   lib r ar y   Pan d as  was  em p lo y e d   to   in d iv i d u ally   lo a d   all  2 3   d atasets   f r o m   th e  I o T - 23  d ataset  in to   d ata  f r am es.  A  co n d itio n   was  ap p lied   t o   s k ip   th e   f ir s t  1 0   r o ws  an d   r ea d   th e  s u b s eq u en t   o n e   h u n d r ed   th o u s an d   r o ws.  Su b s eq u en tly ,   th ese  2 3   d ata  f r a m es  wer e  co n s o lid ated   in to   a  s in g le  d ata  f r am e.   Miss in g   v alu es  wer e  r ep lace d   with   0 .   Fin ally ,   t h e  co m b in ed   d ataset  was  g en er ated   an d   s av ed   as  th e   “io t2 3 co m b in ed . csv ”   f ile.   T h e  r esu ltin g   “io t 2 3 co m b in ed . cs v ”  f ile  co m p r is es  a  to tal  o f   1 , 4 4 4 , 6 7 4   r ec o r d s .   I t   en co m p ass es 1 0   ty p es o f   attac k s .     2 . 2 .     Sca lin g   t ec hn iqu es   I n   th e   d o m ain   o f   d ata   p r e p r o ce s s in g   f o r   m ac h in e   lear n in g ,   s ca lin g   tech n iq u es  a r e  i n s tr u m en tal  in   en h an cin g   th e  r o b u s tn ess   an d   ef f icac y   o f   p r ed ictiv e  m o d els.  T h r ee   co m m o n ly   u tili ze d   s ca ler s   ar e   Stan d ar d Scaler ,  Min Ma x Scal er ,   an d   R o b u s tScaler .   Stan d a r d Scaler :  t h is   s ca ler   s tan d ar d i ze s   th e  f ea tu r es  b y   s u b tr ac tin g   th e  m ea n   ( µ)   an d   d iv id in g   b y   th e  s tan d a r d   d e v iatio n   ( σ ) .     S ta n d a r d iz ed   F ea tu r e = F ea tu r e −     I t  is   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv e  w h en   f ea tu r es  ex h ib it  d if f er en t  s ca les,  en s u r in g   th at  ea ch   f ea tu r e  co n tr ib u tes   eq u ally   to   th e  m o d el.   T h e   tr an s f o r m ed   d ata  h as  a  m ea n   o f   ze r o   a n d   a  s tan d ar d   d ev iatio n   o f   o n e   Min Ma x Scaler :  Min Ma x Scaler   s ca les  th e  f ea tu r es  to   a  s p ec if ied   r an g e ,   ty p ically   b etwe en   0   an d   1 ,   u s in g   th e   f o llo win g   f o r m u la:     S ca led   F ea tu r e = F ea tu r e − min ( F ea tu r e ) ma x ( F ea tu r e ) − min ( F ea tu r e )     I t  is   u s ef u l  wh en   th e  d ata  d is tr ib u tio n   is   n o t  Gau s s ian ,   h elp in g   m itig ate  t h e  im p ac t  o f   o u tlier s   wh ile  m ain tain in g   th e   s h ap e  o f   th e   o r ig in al  d is tr ib u tio n .   R o b u s tScaler :  i t  h an d les  o u tlier s   b y   s c alin g   f ea tu r es  b ased   o n   r o b u s t statis tics .   I t u tili ze s   t h e  m ed ian   ( ~ )   an d   in ter q u ar tile  r an g e  ( I QR ) .     R o b u s tly  S ca led   F ea tu r e = F ea tu r e − ~ I QR     T h is   s ca ler   is   less   s en s itiv e  to   ex tr em e   v al u es,  m ak i n g   it  s u itab le  f o r   d atasets   with   o u tlier s   o r   s k ewe d   d is tr ib u tio n s .  I n   s u m m ar y ,   th e  s elec tio n   o f   a  s ca ler   d ep en d s   o n   th e  d ata  ch ar ac te r is tics   an d   th e  s p ec if ic  r eq u ir em e n ts   o f   t h e  m ac h in e  lear n in g   task .   E ac h   s ca ler   o f f er s   u n iq u e   ad v an tag es  in   ter m s   o f   h an d lin g   d ata   d is tr ib u tio n s ,   o u tlier s ,   an d   m ai n tain in g   th e  i n teg r ity   o f   th e  u n d er ly in g   i n f o r m atio n .     2 . 3 .   F e a t ure  ex t r a ct io n m e t ho ds   2 . 3 . 1 .   P rincipa l  c o m po nent  a na ly s is   T h e  g o al   o f   PC A  is   to   d ec r ea s e  d im en s io n ality   w h ile  p r eser v in g   as  m u ch   v ar ian ce   as  p o s s ib le.   T h is   is   ac h iev ed   b y   f o cu s in g   o n   t h e  lead in g   p r in cip al  c o m p o n en ts   ( PC s ) ,   wh ich   ar e  ar r an g e d   i n   d escen d in g   o r d er   o f   th eir   v ar ian c e  [ 2 5 ] .   Ma th e m atica lly ,   g iv en   a  tr ai n in g   s et   o f   M   v ec to r s     ea ch   with   n   f e atu r es.  W e  o b tain   ′ ( ′ < < )   p r in cip al  co m p o n en ts   f r o m   th e  tr ain in g   s et  th r o u g h   th e  f o llo win g   s tep s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :   1 0 9 9 - 1 1 0 8   1102   −   C alcu late  th e  ar ith m etic  m ea n     o f   th is   s et:     = 1 ∑ ( = 1 )       ( 1 )     −   R em o v e  th e  m ea n     f r o m     to   o b tain   :     = −     ( 2 )     −   C o n s tr u ct  th e  co v ar ia n ce   m atr ix   ,   wh er e:     × = 1 ∑ ( = 1 ) =     ( 3 )     a nd   × = 1 √     ( 4 )     L et    b e  t h e  − ℎ   eig en v ec to r   o f     co r r esp o n d in g   to   th e    ass o ciate d   eig en v alu e .   Fo r m   a  m a tr ix    × ′ = [ 1 . . .  ′ ]   co n s is tin g   o f   th ese  eig e n v ec to r s ,   s u ch   th at:     =     ( 5 )     T h e  f ir s t    co r r esp o n d i n g   to   t h e   lar g est eig en v alu es    ar e  ter m e d   p r in cip al  c o m p o n en ts   ( PC s ) .     2 . 3 . 2 .   K er nel  p rincipa l  c o m po nent  a na ly s is   Ker n el  p r in cip al  c o m p o n en t  an aly s is   ( k er n el   PC A)   [ 2 6 ]   i s   an   ex ten s io n   o f   PC A  th at  u s es  k er n el   m eth o d s   to   p er f o r m   n o n lin ea r   d im en s io n ality   r ed u ctio n .   T h e  b asic  id ea   b eh in d   k er n el   P C A  is   to   im p licitl y   m ap   th e  i n p u t   d ata  in to   a  h ig h er - d im e n s io n al  f ea tu r e  s p ac e ,   wh er e  it  b ec o m es  lin ea r l y   s ep ar ab le,   a n d   t h en   p er f o r m   PC A  in   th at  s p ac e.   T h is   allo ws  k er n el   PC A  to   ca p tu r e  n o n lin ea r   r elatio n s h i p s   b etwe en   th e   o r ig in al   f ea tu r es .  T h e  k er n el  tr ick   is   u s ed   to   co m p u te  th e  d o t  p r o d u ct  in   th e  h ig h er - d im en s io n al  f ea tu r e  s p ac e   ef f icien tly   with o u t  ex p licitly   co m p u tin g   th e  tr an s f o r m atio n .   Giv en   a  k er n el  f u n ctio n   ( , ) ,   wh er e    an d     ar e  in p u t  d ata  p o i n ts ,   th e  k er n el  PC A  alg o r ith m   ca n   b e  s u m m ar ized   as   ( 6 ) - ( 1 1 ) :     −   C o m p u te  th e  k e r n el  m atr ix   K:      = ( x , x )       ( 6 )     −   C en ter   th e  k er n el  m at r ix :     ′ = − 1 − 1 + 1 1     ( 7 )       w h er e  1   d e n o tes a  m atr ix   o f   o n es.    −   C o m p u te  th e  eig en v ec to r s     an d   eig en v al u es    o f   th e   ce n ter ed   k er n el  m atr ix   ′ :     ′ =     ( 8 )     Select  th e  f ir s t  n′   eig en v ec to r s   co r r esp o n d in g   to   th e  lar g est eig en v alu es to   f o r m   th e   p r in ci p al  co m p o n en ts   t h e  R B F k er n el  is   d ef in ed   as   ( 9 ) :     ( , ) = e xp ⁡ ( − ‖ − ‖ 2 2 2 )     ( 9 )     wh er e    is   th e  k er n el  b an d wid th   p ar am eter .  T h e  Po ly n o m ial  k er n el  is   d ef in e d   as   ( 1 0 ) :     ( , ) = ( + )     ( 1 0 )     wh er e    is   th e  d eg r ee   o f   th e  p o ly n o m ial  an d     is   a  co n s tan t te r m .   T h e  s ig m o i d   k er n el   is   d ef in ed   as   ( 1 1 ) :     ( , ) = ta n h ⁡ ( + )     ( 1 1 )     wh er e  α   an d   β ar e  s ca lin g   p ar a m eter s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   in tern et  o f th in g s   a tta ck   d etec tio n   u s in g   p r in cip a l c o mp o n e n t…  ( Zya d   E lkh a d i r )   1103   2 . 4 .   k - nea re s t   neig hb o rs     I n   o r d er   to   class if y   a   d ata   p o i n t,  KNN  lo o k s   at  th e   m ajo r it y   class   o f   its   k - n ea r est  n eig h b o r s   in   th e   f ea tu r e  s p ac e.   Giv en   a   d ataset  ( 1 , 1 ) ,  ( 2 , 2 )   …   (  ,  )   wh er e     r ep r esen ts   th e   f e atu r e  v ec to r   an d      is   th e  co r r esp o n d in g   class   lab el,   th e  KNN  alg o r ith m   o p er ates  as :   i)   C h o o s e  th e  n u m b er   o f   n eig h b o r s   ;    ii)  C o m p u te  th e  d is tan ce   b etw ee n   th e  tar g et  p o in t  an d   ea ch   d ata  p o in t  in   th e  tr ain in g   s et ;  i ii)  Dete r m in e  th e    clo s est  n eig h b o r s   b ased   o n   t h e  co m p u ted   d is tan ce s ;  an d   iv )   Fo r   class if icatio n ,   ass ig n   th e  class   lab el  b y   m ajo r ity   v o te  am o n g   th e    n ei g h b o r s .   Fo r   r eg r ess io n ,   p r ed ic t  th e  ar ith m etic   m ea n   o f   th e    n eig h b o r s   tar g et  v alu es.   Var io u s   d is tan ce   m etr ics   an d   s im ilar ity   m ea s u r es   ar e   u s ed   to   q u a n tify   t h e   d is s im ilar ity   or   s im ilar ity   b etwe en   d ata   p o i n ts .   −   Ma n h attan   d is tan ce :   T h e  Ma n h attan   d is tan ce ,   also   k n o wn   a s   T ax icab   o r   1   n o r m ,   b etwe en   two   p o in ts     an d     in   an   n - d im en s io n al  s p ac e  is   g iv en   b y   ( 1 2 ) .     M a nha tt a n ( , ) = ∑ | = 1 − |   ( 1 2 )     −   Min k o wsk i   d is tan ce :   T h e  Min k o wsk i  d is tan ce   o f   o r d er     b etwe en   two   p o in ts     an d     is   a  g e n er aliza tio n   o f   b o t h   th e  E u clid ea n   an d   Ma n h attan   d is tan ce s .     M inkows ki ( , ) = ( ∑ | = 1 − | ) 1   ( 1 3 )     −   C h eb y s h ev   d is tan ce :   T h e   C h e b y s h ev   d is tan ce ,   also   k n o wn   as   L - in f in ity   n o r m ,   b etwe en   tw o   p o in ts     an d     is   th e   m ax im u m   ab s o lu te   d i f f er en ce   alo n g   a n y   d im en s io n .     C he bys he v ( p , q ) =  | − |   ( 1 4 )     −   C o s in e   s im ilar ity :   C o s in e  s im ilar ity   m ea s u r es  th e  c o s in e  o f   th e  a n g le  b etwe en   two   n o n - ze r o   v ec to r s       an d   .     ⁡ ( p , q ) = ∑ ( = 1 ⋅ ) √ ∑ ( = 1 2 ) ⋅ √ ∑ ( = 1 2 )   ( 1 5 )     −   Ham m in g   d is tan ce :   T h e   Ham m in g   d is tan ce   b etwe en   two   s tr in g s   o f   e q u al  len g t h   is   d ef in e d   as  th e  co u n t  o f   p o s itio n s   wh er e  th e  co r r esp o n d in g   s y m b o ls   ar e  d if f e r en t.     ( s tr in g 1 , s tr in g 2 ) = ∑ ( = 1 ( s tr in g 1 [ ] ≠ s tr in g 2 [ ] ) )     ( 1 6 )     −   J ac ca r d   s im ilar ity :   J ac ca r d   s im ilar ity   m ea s u r es   th e   r atio   of   th e   s ize   of   th e   in ter s ec tio n   to   th e   s ize   of   th e   u n io n   of   two   s ets .        ( s et 1 , s et 2 ) = | s e t 1 ∩ s e t 2 | | s e t 1 ∪ s e t 2 |   ( 1 7 )     −   C o r r elatio n - b ased   d is tan ce s :   C o r r elatio n - b ased   d is tan ce s   c o n s id er   th e  c o r r elatio n   c o ef f ic ien t  b etwe en   two   v ec to r s .   T h e  Pear s o n   co r r elati o n   co ef f icien t is co m m o n ly   u s ed   ( 1 8 ) .     C o r r ela tio n ( p , q ) = ∑ ( = 1 ( − ) ( − ) ) √ ∑ ( = 1 ( − ) 2 ) ⋅ √ ∑ ( = 1 ( − ) 2 )   ( 1 8 )       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h e   ac cu r ac y   of   an   I DS   is   a   cr itical   m etr ic   th at   m ea s u r es   it s   ef f ec tiv en ess   in   co r r ec tly   id en t if y in g   an d   class if y in g   in s tan ce s   o f   in tr u s io n   o r   ab n o r m al  b eh av io r   with in   a  n etwo r k .   T h e   ac cu r ac y   is   g e n er ally   ca lcu lated   as   th e   r atio   of   co r r e ctly   id en tifie d   in s tan ce s   ( tr u e   p o s itiv es   an d   tr u e   n eg ativ es )   t o   th e   to tal   n u m b er   of   in s tan ce s .   T h e   f o r m u la   f o r   ac c u r ac y   is   as   f o llo ws:     A cc u r a cy = Tr u e  P o s itives + Tr u e  N eg a tives To ta l I n s ta n ce s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :   1 0 9 9 - 1 1 0 8   1104   w h er e:   −   T r u e  p o s itiv es  ( T P):  in s tan ce s   co r r ec tly   id e n tifie d   as in tr u s io n s .   −   T r u e  n e g ativ es  ( T N) :  in s tan ce s   co r r ec tly   id en tifie d   as  n o r m a l .   −   T o tal  in s tan ce s :   +  +  ⁡    +  ⁡   .   I n   th e  c o n d u cted   ex p er im en ts ,   we  r an d o m ly   s elec ted   1 0 , 0 0 0   n o r m al  d ata  a n d   1 , 0 0 0   m ali cio u s   d ata  f o r   th e  tr ain in g   p h ase.   Fo r   th e   test in g   p h ase,   5 , 0 0 0   n o r m al  d ata  an d   1 , 0 0 0   m alicio u s   d ata  wer e  s elec ted .   T h is   s elec tio n   p r o ce s s   was r ep ea ted   2 0   tim es.   T h is   s ettin g   en s u r es  th e  r eliab ilit y   an d   g en e r aliza b ilit y   o f   f in d in g s   b y   m itig atin g   b iases   in tr o d u ce d   b y   a  s in g le  r an d o m   s p lit  an d   ass es s in g   v ar iab ilit y   ac r o s s   it er atio n s .   B y   m im ick in g   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s   an d   ass es s in g   s y s tem   p er f o r m a n ce   ac r o s s   d iv er s e  d ata  s am p les,  i t  en ab les  in s ig h ts   in to   g en e r al izatio n   ca p ab ilit ies   an d   s tab ilit y .   Fu r th er m o r e,   s tatis tical  s ig n if ican ce   ca n   b e  estab lis h ed ,   f ac ilit atin g   ef f icien t  r eso u r ce   u tili za tio n   d esp ite  m u ltip le  r ep etitio n s .   T h e  ex p e r im en ts   ar e  d iv id ed   in   two   p ar ts ,   th e  f ir s t  o n e  c o n ce r n s   PC A/KNN  an d   in v e s tig ate  th e   ef f icien cy   o f   o th er   d is tan ce s   s u ch   as  Ma n h attan   d is tan ce ,   Min k o wsk i  d is tan ce ,   C h eb y s h ev   d is tan ce ,   co s in e   s im ilar ity ,   Ham m in g   d is tan ce ,   J ac ca r d   s im ilar ity ,   a n d   c o r r elatio n - b ased   d is tan ce s .   W e  ex p lo r ed   th r ee   d if f er en t  s ca lin g   tech n iq u es:  Stan d ar d Scaler ,   Min Ma x Scal er ,   an d   R o b u s tScaler .   W h en   ass es s in g   th e  KNN  d is tan ce s   u s in g   Stan d a r d Scaler ,   we   m ain tain ed   a   co n s is ten t  n u m b er   o f   p r in cip al   co m p o n e n ts   at  “ 3 ”   as  s h o wn   in   Fig u r e  2 ,   “ 5 ”   as  s h o wn   in   F ig u r e  3 ,   an d   “ 7 ”   as  s h o wn   in   Fig u r e  4 ,   wh ile  s y s tem atica lly   ad ju s tin g   th e   v alu e   o f   K.   I n   an o th er   ex p er im e n t  a s   s h o wn   in   Fig u r e   5 ,   we  k ep t     f ix ed   at   1   a n d   v ar ied   th e   n u m b er   o f   p r in cip al   co m p o n en ts .   Acr o s s   b o th   e x p er im en ts   in v o l v in g   Min Ma x Scaler   an d   R o b u s tScaler ,   we   s et    to   1   wh ile  m o d if y in g   th e   n u m b er   o f   p r in cip al  co m p o n en ts .   T h e  r esu lts   illu s tr ated   b y   Fig u r e   6   a n d   Fi g u r e  7   co n s is ten tly   in d icate d   th at  co s in e  d is tan ce   ex h ib ited   s lig h tly   b etter   p e r f o r m a n ce   co m p ar e d   to   o th e r   d is tan ce   m etr ics.   Ho wev er ,   it   i s   wo r th   n o tin g   th at  J ac ca r d   d is tan ce   d id   n o t  y ie ld   f av o r a b le  o u tc o m es  in   an y   o f   th e  in v esti g ated   s ce n ar io s .   T h e  r o b u s tn ess   o f   co s in e   d is tan ce   to   n o is e  a n d   o u tlier s   c o n tr ib u tes  s ig n if ica n tly   to   th e  o b tain e d   r esu lts .   Un lik e  d is tan ce   m etr i cs  th at  co n s id er   b o th   th e  d ir e ctio n   an d   m ag n itu d e  o f   v ec to r s ,   co s in e  d is tan ce   f o cu s es  s o lely   o n   d ir ec tio n al   s im ilar ity .   B y   m ea s u r in g   th e  co s in e  o f   t h e  an g le   b etwe en   two   v ec to r s ,   it  em p h asizes  th e  s im ilar ity   in   th eir   d ir ec tio n s   r ath er   th an   th eir   m ag n itu d es.  T h is   p r o p e r ty   en ab les  co s in e   d is tan ce   to   ef f ec tiv ely   ca p t u r e  ess en tial  d ir ec tio n al  p atter n s   in   th e  d ata,   ev en   in   th e  p r esen ce   o f   n o is e  o r   o u tlier s .   W h en   v ec to r s   ex h ib i t  s im ilar   d ir ec tio n s ,   co s in e  s i m ilar ity   r em ain s   h ig h ,   in d icatin g   th eir   s im ilar ity   r eg ar d less   o f   p o ten tial d if f e r e n ce s .   I n   th e  s ec o n d   p ar t  o f   o u r   ex p er im en ts ,   we  aim ed   to   f u r th er   en h an ce   t h e  ac cu r ac y   o f   o u r   I DS  b y   em p lo y in g   k er n el  PC A  wh il e  ex p lo r in g   v a r io u s   k er n el  f u n ctio n s .   Sp ec if ically ,   we  in v esti g ated   th e  R B F,  p o ly n o m ial,   an d   s ig m o id   f u n ctio n s ,   co m p a r in g   t h eir   p e r f o r m an ce   a g ain s t  PC A  with   b o th   E u clid ea n   an d   co s in e  d is tan ce   m et r ics.  T h e   co n s id er e d   v alu es  o f   k e r n el   p ar am eter s   ar e   g iv en   b y :  = 1 / (  ⁡           )   f o r   r a d ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F) .  = 3   is   th e  d e g r ee   a n d   = 1   f o r   p o ly n o m ial   k er n el.   α   a n d   β  ar e   s ca lin g   p ar am eter s   an d   g iv en   b y   = 1 / (  ⁡  ⁡   ⁡   )   a n d     = 1   f o r   s ig m o i d   k er n el.               Fig u r e  2 .   K  v s   Acc u r ac y   ( %)  f o r   3   PC   u s in g   Stan d ar d Scaler   Fig u r e   3.   K   vs   Acc u r ac y   ( %)   f o r   5   PC   u s in g   Stan d ar d Scaler   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   in tern et  o f th in g s   a tta ck   d etec tio n   u s in g   p r in cip a l c o mp o n e n t…  ( Zya d   E lkh a d i r )   1105           Fig u r e   4.   K   vs   Acc u r ac y   ( %)   f o r   7   PC   u s in g   Stan d ar d Scaler   Fig u r e  5 .   PC   v s   Acc u r ac y   ( %)   f o r   K= 1   u s in g   Stan d ar d Scaler               Fig u r e  6 .   PC   v s   Acc u r ac y   ( %)   f o r   K= 1   u s in g   Min Ma x Scaler   Fig u r e   7.   PC   vs   Acc u r ac y   ( %)   f o r   K= 1   u s in g   R o b u s tScaler       Fig u r e s   8   an d   9   illu s tr ate  ex p e r im en ts   wh er e  th e   n u m b er   o f   p r in cip al  co m p o n en ts   ( PC s )   was  s et  to   3   an d   5   r esp ec tiv ely ,   wh ile  th e  v alu e  o f   K  i n   th e  K - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN)   alg o r ith m   v a r ied   f r o m   1   to   1 0 .   T h e  ac cu r ac y   o f   th e  in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   ( I DS)   u s in g   E u clid ea n   d is tan ce   was  v is u alize d .   I n ter esti n g ly ,   th e  r esu lts   in d icate   th at  KPC A   o u tp er f o r m e d   tr ad itio n al  PC A  u n d er   th ese  co n d itio n s .               Fig u r e  8 .   K  v s   Acc u r ac y   ( %)  f o r   3   PC   u s in g   E u clid ea n   d is tan ce   Fig u r e  9 .   K  v s   Acc u r ac y   ( %)  f o r   5   PC   u s in g   E u clid ea n   d is tan ce   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :   1 0 9 9 - 1 1 0 8   1106   I n   Fig u r e s   1 0   an d   1 1 ,   s im ilar   ex p er im en ts   wer e  co n d u cted ,   b u t  with   co s in e  d is tan ce   u tili ze d   in s tead .   Her e,   we  o b s er v ed   th at  t h e  s ig m o id   f u n ctio n   s u r p ass ed   PC A  an d   o th er   k e r n el  f u n ctio n s   in   ter m s   o f   ac c u r ac y .   On e  p o s s ib le  r ea s o n   w h y   th e  s ig m o id   f u n ctio n   s u r p ass ed   PC A  an d   o th e r   k er n el  f u n ctio n s   in   ter m s   o f   ac cu r ac y   c o u ld   b e  its   ab ilit y   to   ef f ec tiv ely   ca p tu r e   co m p l ex ,   n o n - lin ea r   r elatio n s h ip s   p r esen t  in   th e  d ata.   Un lik e  tr ad itio n al  PC A,   wh ich   ass u m es  lin ea r   r elatio n s h ip s   b etwe en   v ar iab les,  th e  s ig m o id   k er n el  in tr o d u ce s   non - lin ea r ity   in t o   th e   f ea tu r e  s p ac e,   allo win g   it  to   ca p tu r e  m o r e  i n tr icate   p atter n s   an d   s tr u ctu r es.  W h ile  R B F  an d   p o ly n o m ial  k e r n els  ar e  also   ef f ec tiv e  in   ca p tu r in g   n o n - l in ea r   r elatio n s h ip s ,   th e  s u p er i o r ity   o f   th e  s ig m o id   f u n ctio n   in   t h ese  ex p er im en t s   m ay   b e  attr ib u ted   to   its   ab ilit y   to   b etter   h an d le  n o n - lin ea r   d ata  s tr u ctu r es,   ad ap tab ilit y   in   s h ap in g   d ec is io n   b o u n d a r ies,  r o b u s tn ess   to   n o is e  an d   o u tlier s .   I n   th e  last   e x p er im en t  illu s tr ated   b y   Fig u r e   1 2 ,   we  m o d if y   th e   n u m b er   o f   p r in cip al  c o m p o n en ts   an d   f i x     at  1 ,   we   o b s er v e  th at  R B F  an d   s ig m o id   k er n els g iv e  th e  b est r esu lts .           Fig u r e  1 0 .   K  v s   Acc u r ac y   ( %)   f o r   3   PC   u s in g   co s in e   d is tan ce           Fig u r e  1 1 .   K  v s   Acc u r ac y   ( %)   f o r   5   PC   u s in g   co s in e   d is tan ce           Fig u r e   1 2 .   PC   v s .   Acc u r ac y   ( %)   f o r   K= 1   u s in g   c o s in e   d is ta n ce   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E n h a n cin g   in tern et  o f th in g s   a tta ck   d etec tio n   u s in g   p r in cip a l c o mp o n e n t…  ( Zya d   E lkh a d i r )   1107   4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   ev alu ated   th e  ef f ec tiv en ess   o f   a  n o v el  d ee p   lear n in g - b ased   I DS  d esig n e d   to   id en tify   I o T   attac k s   b y   lev er ag i n g   PC A  an d   KPC A  in   co n ju n ctio n   with   t h e  KNN  alg o r ith m .   W e  in v est ig ated   v ar io u s   KNN  d is tan ce   m etr ics  an d   f o u n d   th at  th e  co s in e   d is tan ce   co n s is ten tly   p r o v id ed   s u p er io r   i n tr u s io n   d etec tio n   p er f o r m an ce ,   esp ec ially   in   h ig h - d im e n s io n al  n etwo r k   d ata.   Ad d itio n ally ,   KPC A  with   s ig m o id   k er n els  o u tp er f o r m ed   tr a d itio n al  PC A,   ca p tu r in g   co m p lex   n o n - lin ea r   r elatio n s h ip s   with in   th e  d ata.   T h ese  f in d in g s   u n d er s co r e   th e   p o ten tial  f o r   u s in g   co s in e  d is tan ce   a n d   ad v a n ce d   k e r n el  f u n ctio n s   to   s ig n i f ican tly   en h an ce   t h e   ac cu r ac y   a n d   r o b u s tn ess   o f   I DS.  T h e  im p licatio n s   o f   t h is   s tu d y   ar e  f a r - r ea ch i n g ,   s u g g e s tin g   p ath way s   f o r   d ev elo p in g   m o r e  ef f ec tiv e  s ec u r ity   s o lu tio n s   f o r   I o T   n etwo r k s   an d   o th er   cr itical  s y s tem s .   Fu tu r e  r esear c h   s h o u ld   f o cu s   o n   th e  s ca lab ilit y   o f   th ese  m eth o d s   in   lar g e - s ca le  n etwo r k s   an d   th eir   ap p li ca tio n   in   r ea l - tim e  d etec tio n   s y s tem s .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   Z.   C h e n ,   C .   B .   S i v a p a r t h i p a n ,   a n d   B .   A .   M u t h u ,   “ I o T  b a s e d   smar t   a n d   i n t e l l i g e n t   smar t   c i t y   e n e r g y   o p t i m i z a t i o n , ”   S u st a i n a b l e   En e r g y   T e c h n o l o g i e s   a n d   Ass e ssm e n t s ,   v o l .   4 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . se t a . 2 0 2 1 . 1 0 1 7 2 4 .   [ 2 ]   A .   N .   S o n i ,   “ S m a r t   d e v i c e s  u si n g   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   f o r   h e a l t h   m o n i t o r i n g , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I n n o v a t i v e   Re se a r c h   i n   S c i e n c e ,   E n g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   7 ,   n o .   5 ,   p p .   6 3 5 5 – 6 3 6 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 5 6 8 0 / I JI R S ET. 2 0 1 8 . 0 7 0 5 2 3 3 .   [ 3 ]   C .   S t o l o j e sc u - C r i sa n ,   C .   C r i s a n ,   a n d   B .   P .   B u t u n o i ,   “ A n   I o T - b a s e d   sm a r t   h o me  a u t o m a t i o n   s y st e m, ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 1 1 1 3 7 8 4 .   [ 4 ]   E.   F a n t i n   I r u d a y a   R a j   a n d   M .   A p p a d u r a i ,   “ I n t e r n e t   o f   t h i n g s - b a s e d   sm a r t   t r a n s p o r t a t i o n   s y st e m   f o r   smar t   c i t i e s , ”   S p ri n g e r ,   2 0 2 2 ,   p p .   3 9 – 50 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 19 - 0 7 7 0 - 8 _ 4 .   [ 5 ]   T.   M .   G h a z a l   e t   a l . ,  “ I o T  f o r   sm a r t   c i t i e s :   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s  i n   smar t   h e a l t h c a r e — A   r e v i e w , ”   F u t u r e   I n t e r n e t ,   v o l .   1 3 ,   n o .   8 ,   p .   2 1 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / f i 1 3 0 8 0 2 1 8 .   [ 6 ]   R .   A k h t e r   a n d   S .   A .   S o f i ,   “ P r e c i si o n   a g r i c u l t u r e   u s i n g   I o T  d a t a   a n a l y t i c s  a n d   ma c h i n e   l e a r n i n g , ”   J o u rn a l   o f   K i n g   S a u d   U n i v e rs i t y   -   C o m p u t e r   a n d   I n f o rm a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   8 ,   p p .   5 6 0 2 – 5 6 1 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j k s u c i . 2 0 2 1 . 0 5 . 0 1 3 .   [ 7 ]   M .   A .   A l o mar,   “ A n   I o T  b a s e d   sm a r t   g r i d   sy st e m  f o r   a d v a n c e d   c o o p e r a t i v e   t r a n smiss i o n   a n d   c o mm u n i c a t i o n , ”   P h y si c a l   C o m m u n i c a t i o n ,   v o l .   5 8 ,   n o .   8 ,   p .   1 0 2 0 6 9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p h y c o m . 2 0 2 3 . 1 0 2 0 6 9 .   [ 8 ]   V .   G o t a r a n e   a n d   S .   R a sk a r ,   “ I o T  p r a c t i c e s   i n   m i l i t a r y   a p p l i c a t i o n s, ”   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   T re n d s  i n   El e c t r o n i c s   a n d   I n f o rm a t i c s,  I C O EI   2 0 1 9 ,   v o l .   2 0 1 9 - A p r i l ,   p p .   8 9 1 – 8 9 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / i c o e i . 2 0 1 9 . 8 8 6 2 5 5 9 .   [ 9 ]   A .   K h a n n a   a n d   S .   K a u r ,   “ I n t e r n e t   o f   t h i n g s  ( I o T) ,   a p p l i c a t i o n s  a n d   c h a l l e n g e s:   a   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w , ”   W i rel e ss  Pe rso n a l   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 8 7 – 1 7 6 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 2 7 7 - 0 2 0 - 0 7 4 4 6 - 4.   [ 1 0 ]   S .   A l - S a r a w i ,   M .   A n b a r ,   R .   A b d u l l a h ,   a n d   A .   B .   A l   H a w a r i ,   “ I n t e r n e t   o f   t h i n g s  mar k e t   a n a l y si s  f o r e c a st s,  2 0 2 0 - 2 0 3 0 , ”   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   W o rl d   C o n f e r e n c e   o n   S m a r t   T re n d s   i n   S y s t e m s,   S e c u r i t y   a n d   S u s t a i n a b i l i t y ,   WS 4   2 0 2 0 ,   p p .   4 4 9 – 4 5 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W o r l d S 4 5 0 0 7 3 . 2 0 2 0 . 9 2 1 0 3 7 5 .   [ 1 1 ]   A .   B a h a a ,   A .   A b d e l a z i z ,   A .   S a y e d ,   L.   El f a n g a r y ,   a n d   H .   F a h my ,   “ M o n i t o r i n g   r e a l   t i me   se c u r i t y   a t t a c k s   f o r   I o T   sy s t e ms   u si n g   d e v se c o p s:   A   s y st e ma t i c   l i t e r a t u r e   r e v i e w , ”   I n f o rm a t i o n   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 2 ,   n o .   4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i n f o 1 2 0 4 0 1 5 4 .   [ 1 2 ]   A .   M a r z a n o   e t   a l . ,  “ T h e   e v o l u t i o n   o f   B a s h l i t e   a n d   M i r a i   I o T  b o t n e t s, ”   Pr o c e e d i n g s   -   I E EE  S y m p o si u m   o n   C o m p u t e rs  a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 0 1 8 - Ju n e ,   p p .   8 1 3 – 8 1 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S C C . 2 0 1 8 . 8 5 3 8 6 3 6 .   [ 1 3 ]   V .   To m e r   a n d   S .   S h a r m a ,   “ D e t e c t i n g   I o T  a t t a c k s  u s i n g   a n   e n se mb l e   m a c h i n e   l e a r n i n g   mo d e l , ”   F u t u re  I n t e rn e t ,   v o l .   1 4 ,   n o .   4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / f i 1 4 0 4 0 1 0 2 .   [ 1 4 ]   Z.   El k h a d i r ,   K .   C h o u g d a l i ,   a n d   M .   B e n a t t o u ,   “ I n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e m  u si n g   P C A   a n d   k e r n e l   P C A   me t h o d s, ”   L e c t u re   N o t e s   i n   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   v o l .   3 8 1 ,   p p .   4 8 9 – 4 9 7 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 3 0 2 9 8 - 0 _ 5 0 .   [ 1 5 ]   E.   Z y a d ,   A .   T a h a ,   a n d   B .   M o h a mm e d ,   “ I mp r o v e   R 2 L   a t t a c k   d e t e c t i o n   u s i n g   t r i mm e d   P C A , ”   Pro c e e d i n g s   -   2 0 1 9   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ad v a n c e d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s  a n d   N e t w o rk i n g ,   C o m m N e t   2 0 1 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C O M M N ET. 2 0 1 9 . 8 7 4 2 3 6 1 .   [ 1 6 ]   C .   K h a l i d ,   E .   Z y a d ,   a n d   B .   M o h a m m e d ,   “ N e t w o r k   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   s y s t e m   u s i n g   L 1 - n o r m   P C A , ”   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   2 0 1 5   1 1 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o r m a t i o n   A s s u r a n c e   a n d   S e c u r i t y ,   I A S   2 0 1 5 ,   p p .   1 1 8 – 1 2 2 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S I A S . 2 0 1 5 . 7 4 9 2 7 5 5 .   [ 1 7 ]   E.   Zy a d ,   C .   K h a l i d ,   a n d   B .   M o h a mm e d ,   “ A n   e f f e c t i v e   c y b e r   a t t a c k   d e t e c t i o n   s y s t e m   b a se d   o n   a n   i m p r o v e d   O M P C A , ”   Pro c e e d i n g s  -   2 0 1 7   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   W i re l e ss   N e t w o r k s  a n d   Mo b i l e   C o m m u n i c a t i o n s,   WIN C O M   2 0 1 7 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W I N C O M . 2 0 1 7 . 8 2 3 8 1 6 2 .   [ 1 8 ]   M .   M o h y - e d d i n e ,   A .   G u e z z a z ,   S .   B e n k i r a n e ,   a n d   M .   A z r o u r ,   “ A n   e f f i c i e n t   n e t w o r k   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   mo d e l   f o r   I o T   se c u r i t y   u si n g   K - N N   c l a ssi f i e r   a n d   f e a t u r e   s e l e c t i o n , ”   Mu l t i m e d i a   T o o l s  a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   8 2 ,   n o .   1 5 ,   p p .   2 3 6 1 5 – 2 3 6 3 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 0 2 3 - 1 4 7 9 5 - 2.   [ 1 9 ]   S .   K .   D a s h   e t   a l . ,  “ E n h a n c i n g   D D o S   a t t a c k   d e t e c t i o n   i n   I o T  u s i n g   P C A , ”   E g y p t i a n   I n f o rm a t i c s  J o u r n a l ,   v o l .   2 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e i j . 2 0 2 4 . 1 0 0 4 5 0 .   [ 2 0 ]   Z.   H .   A b d a l j a b a r ,   O .   N .   U c a n ,   a n d   K .   M .   A l i   A l h e e t i ,   “ A n   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   sy s t e m   f o r   I o T  u si n g   K N N   a n d   d e c i si o n - t r e e   b a se d   c l a ss i f i c a t i o n , ”   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o f   Mo d e rn   T re n d s  i n   I C T   I n d u st r y :   T o w a r d s  t h e   Ex c e l l e n c e   i n   t h e   I C T   I n d u st r i e s ,   MTI C T I   2 0 2 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M TI C TI 5 3 9 2 5 . 2 0 2 1 . 9 6 6 4 7 7 2 .   [ 2 1 ]   T.   G a b e r ,   J.   B .   A w o t u n d e ,   M .   T o r k y ,   S .   A .   A j a g b e ,   M .   H a mm o u d e h ,   a n d   W .   L i ,   “ M e t a v e r se - I D S :   D e e p   l e a r n i n g - b a se d   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   s y st e m f o r   M e t a v e r se - I o T  n e t w o r k s, ”   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   ( N e t h e rl a n d s) ,   v o l .   2 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i o t . 2 0 2 3 . 1 0 0 9 7 7 .   [ 2 2 ]   L.   Y a n g ,   A .   M o u b a y e d ,   a n d   A .   S h a mi ,   “ M TH - I D S :   A   mu l t i t i e r e d   h y b r i d   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   s y st e m  f o r   i n t e r n e t   o f   v e h i c l e s , ”   I EEE  I n t e r n e t   o f   T h i n g s  J o u r n a l ,   v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p p .   6 1 6 – 6 3 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 1 . 3 0 8 4 7 9 6 .   [ 2 3 ]   C .   A n n a d u r a i   e t   a l . ,  “ B i o m e t r i c   a u t h e n t i c a t i o n - b a se d   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   u si n g   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   i n t e r n e t   o f   t h i n g s  i n   smar t   c i t y , ”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 9 ,   p .   7 4 3 0 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 1 9 7 4 3 0 .   [ 2 4 ]   S .   G a r c i a ,   A .   P a r mi s a n o ,   a n d   M .   J.   Er q u i a g a ,   “ I o T - 2 3 :   a   l a b e l e d   d a t a s e t   w i t h   mal i c i o u s   a n d   b e n i g n   I o T  n e t w o r k   t r a f f i c , ”   Z e n o d o ,  v o l .   V e r si o n   1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :  1 0 . 5 2 8 1 / z e n o d o . 4 7 4 3 7 4 6 .   [ 2 5 ]   I .   Jo l l i f f e ,   “ P r i n c i p a l   c o mp o n e n t   a n a l y si s , ”   i n   E n c y c l o p e d i a   o f   S t a t i st i c s   i n   B e h a v i o ra l   S c i e n c e ,   W i l e y ,   2 0 0 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / 0 4 7 0 0 1 3 1 9 2 . b s a 5 0 1 .   [ 2 6 ]   B .   S c h ö l k o p f ,   A .   S mo l a ,   a n d   K .   R .   M ü l l e r ,   “ K e r n e l   p r i n c i p a l   c o m p o n e n t   a n a l y si s, ”   L e c t u re   N o t e s  i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   su b s e ri e s  L e c t u re   N o t e s  i n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u re   N o t e s  i n   Bi o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   1 3 2 7 ,   p p .   5 8 3 – 5 8 8 ,   1 9 9 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / b f b 0 0 2 0 2 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :   1 0 9 9 - 1 1 0 8   1108   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Zy a d   El k h a d ir           is  a   c o m p u te r  sc ien c e   re se a rc h e r  a n d   p ro fe ss o r,   g ra d u a ted   fro m   F a c u lt y   o f  sc ien c e   o f   Ib n   T o fa il   Un iv e rsity ,   Ke n it ra ,   M o r o c c o .   H e   o b tai n e d   h is  m a ste r  d e g re e   in   s o ftwa re   q u a li ty   i n   2 0 1 3   a n d   P h . D.   d e g re e   in   2 0 1 8   fr o m   t h e   s a m e   fa c u lt y .   He   is  a lso   a n   IEE E  m e m b e r.   His  m a in   re se a rc h   in tere st  is  to   d e v e lo p   n e w  fe a tu re   e x trac ti o n   a lg o rit h m s  fo r   p a tt e rn   re c o g n it i o n   p r o b lem   su c h   a s  n e two rk   in tr u sio n   d e tec ti o n .   He   wa s  a   c o n trac tu a l   p ro fe ss o r  o f  c o m p u ter  sc ien c e   a t  th e   n a ti o n a l  sc h o o l  o f  a p p li e d   sc ien c e s  o f  Ke n it ra     (ENS A - K).  He   is  c u rre n tl y   a   p ro fe ss o r   o f  c o m p u ter  sc ien c e   a t  P o ly d isc ip l in a ry   F a c u l ty   o f   Lara c h e   (M o ro c c o ).   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  z . e lk h a d ir@u a e . a c . m a .         Mo h a m m e d   Ac h k a r i  Be g d o u r i          o b tain e d   th e   sta te  e n g i n e e r  d ip lo m a   in   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   th e   Na ti o n a l  S c h o o l  o f  Ap p li e d   S c ien c e s  o f  Ta n g i e r,   M o r o c c o ,   i n   2 0 1 1 .   Th e   sa m e   y e a r,   h e   j o in e d   t h e   I n terio r   M i n istry   a s  h e a d   o f   t h e   i n fo rm a ti o n   sy ste m s  d e p a rtme n t  i n   Tan g ier.   He   re c e iv e d   th e   P h . D .   d e g re e   in   2 0 1 7   fro m   Ab d e l m a lek   Essa a d i  Un i v e rsity ,   M o ro c c o .   He   is   c u rre n t ly   p r o fe ss o r  a t   th e   P o ly d isc ip li n a ry   F a c u lt y   o f   Lara c h e   (M o ro c c o ) .   He   tea c h e s  a n d   su p e rv ise s  p ro jec ts  o n   so ftwa re   e n g in e e ri n g   a n d   s y ste m s  a d m in istratio n .   Hi s   re se a rc h   a re a   fo c u se s  o n   th e o re ti c a l  c o m p u ter  sc ien c e   a n d   s o ftwa re   a p p l ica ti o n s .   He   p u b li sh e d   v a rio u s  w o rk s  i n   in ter n a ti o n a l  jo u r n a ls.  He   p a rti c ip a ted   t o   n a ti o n a l  a n d   i n tern a ti o n a l   c o n fe re n c e s .   He   wa s  m e m b e r  o f  v a rio u s  p r o g ra m   c o m m it tee s,  o rg a n izi n g   c o m m it tee s  a n d   sc ien ti fic p ro jec ts.  He   c a n   b e   c o n t a c ted   a t  e m a il :  m . a c h k a rib e g d o u r i @u a e . a c . m a .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.