Co m pu t er   Science  a nd   I nfo r m a t io n T ec hn o lo g ies   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 ,   p p .   1 41 ~ 1 58   I SS N:  2722 - 3 2 2 1 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /csi t . v 7 i 2 . p1 41 - 1 58          141       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s p r ime. co m/in d ex . p h p /csi t   Im pro v ing   B ot n et  hos pred iction  w ith  enc ry ption a n G RU   for  enha nced n etwor k securi ty       O m eg a   J o el  P a t ria   M o a t a ,   I r wa ns y a h Sa pu t ra   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   N u sa  M a n d i r i   U n i v e r s i t y ,   Ja k a r t a ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 7 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Au g   2 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   No v   2 8 ,   2 0 2 5       Th is  p a p e e x a m in e th e   c h a ll e n g e o re li a b ly   a n d   se c u re ly   p re d ictin g   Bo t n et   h o sts,  a   c ru c ial  a sp e c o n e two rk   se c u rit y .   E x isti n g   B o t n et   d e tec ti o n   sy ste m o ften   fa il   to   a d d re ss   d a ta  p riv a c y   c o n c e rn a n d   stru g g le  with   e v o lv in g   a tt a c k   m e th o d s.  T h is  s tu d y   p ro p o se a n   i n n o v a ti v e   a p p ro a c h   t o   imp ro v e   t h e   se c u rit y   a n d   a c c u ra c y   o Bo t n et   h o st  p re d icti o n   b y   i n teg ra ti n g   d e e p   lea rn in g   with   e n c ry p ti o n .   Th e   p ro p o se d   m e th o d   e m p l o y e n c ry p ti o n   tec h n iq u e su c h   a d a ta  e n c ry p t io n   sta n d a rd   ( DES )   a n d   b lu m - b lu m - sh u b   ( BBS )   to   p ro tec se n siti v e   d a ta  in   a   tex d a ta  se o 2 , 1 0 0   IP   a d d re ss e s,  c o n sistin g   o B o t n et   h o sts  a n d   b e n ig n   h o sts.   S e v e ra l   p re - p ro c e ss in g   tec h n iq u e s,  i n c lu d in g   m o v i n g   a v e ra g e   a n d   m issin g   v a lu e   h a n d li n g ,   a re   imp lem e n ted   t o   o p ti m ize   t h e   m o d e p e rf o rm a n c e .   Th e   e ffe c ti v e n e ss   o t h e   sy ste m   is  e v a lu a ted   u sin g   p e rfo rm a n c e   m e tri c su c h   a F 1 - s c o re ,   re c a ll ,   a c c u ra c y ,   a n d   p re c isio n .   E x p e r ime n tal  re su lt sh o t h a th e   p ro p o se d   a p p ro a c h   sig n ifi c a n tl y   o u tp e rf o r m e x isti n g   m e th o d in   a c c u ra c y ,   wh ich   h a v e   n o a c h iev e d   th e   m a x im u m   a c c u ra c y   p e IP   Ho st   with i n   a   g iv e n   ti m e   fra m e ,   wh il e   p ro v id in g   e n h a n c e d   se c u rit y   t h ro u g h   e n c ry p ti o n   o n   tex d a ta.   Th e   stu d y   c o n c lu d e th a c o m b i n in g   d e e p   lea rn i n g   with   e n c ry p ti o n   o n   tex t   d a ta  o ffe rs  a   p ro m isin g   so l u ti o n   fo re li a b le  a n d   se c u re   B o t n et   h o st   p re d ictio n   d a ta.  F u t u re   re se a rc h   will   fo c u s   o n   tes ti n g   larg e a n d   m o re   d i v e rse   d a ta  se ts,  a we ll   a a n a l y z in g   t h e   imp a c o f   d iffere n t   e n c ry p ti o n   t e c h n iq u e o n   t h e   o v e ra ll   a c c u ra c y   a n d   se c u ri ty   o f   th e   s y ste m .   K ey w o r d s :   B o t n et   d etec tio n   Dee p   lear n in g   o p tim izatio n   E n cr y p tio n   I n tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   I P a d d r ess   an aly s is   Netwo r k   s ec u r ity   T h is i 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 :   Om eg J o el  Patr ia  Mo ata   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Nu s Ma n d ir Un i v er s ity   J ak ar ta,   I n d o n esia   E m ail:  1 4 2 3 0 0 1 6 @ n u s am an d i r i.a c. id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h is   s tu d y   b u ild s   o n   th w o r k   o f   Olu wasey et  a l.   [ 1 ] w h o   ex p l o r ed   m alwa r d etec tio n   in   b o tn ets   u s in g   d ee p   lear n in g .   Ho wev er ,   th eir   s tu d y   d id   n o in teg r ate  en cr y p tio n   o r   in f o r m atio n   s ec u r ity   in to   th d ee p   lear n in g   m o d el.   T o   ex p a n d   t h ca p ab ilit ies  o f   B o t n et  d ete ctio n ,   th is   r esear ch   in co r p o r a tes  tex en cr y p tio n   tech n iq u es,  d ata  p r ep r o ce s s in g   m eth o d s ,   d ee p   lear n in g   o p tim izatio n   s tr ateg ies,  an d   o v e r f itti n g   p r ev en tio n   tech n iq u es.  T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   is   d esig n ed   to   i m p r o v b o t h   th e   lear n in g   ef f icien cy   an d   p r e d ictiv e   ac cu r ac y   o f   s ec u r B o t n et  h o s t p r ed ictio n   m o d el.   T h th r ea o f   c y b er cr im e ,   p ar ticu lar ly   B o tn ets,  co n tin u es  to   in cr ea s g lo b ally .   I n   I n d o n esia,  cy b er   lo s s es  ar esti m ated   at  $ 8 9 5   b illi o n ,   r ep r esen tin g   1 . 2 0 o f   t o tal  g lo b al  lo s s es  o f   $ 7 1 . 6 2   tr illi o n   ac co r d in g   to   DAKA   Ad v is o r y   [ 2 ] T h e   u r g en c y   o f   in f o r m atio n   s y s t em   s ec u r ity   is   f u r th e r   am p lifie d   in   t h er a   o f     So ciety   5 . 0 ,   wh e r tech n o lo g i es  s u ch   as  th in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   an d   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   p lay   v ital   r o le   [ 3 ] Un f o r tu n ately ,   m an y   AI - b ased   p r ed ictio n   s y s tem s   in   s ec to r s   s u ch   as  ed u ca tio n ,   g o v er n m en t,  an d   h ea lth ca r h av n o t   im p lem e n ted   en c r y p tio n ,   lea v in g   s en s itiv p er s o n al   in f o r m atio n   v u ln er ab le  t o   th e f an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 141 - 1 58   142   m is u s e.   T h is   v u ln er ab ilit y   is   e x em p lifie d   b y   th e   m ass iv d at leak s   ca r r ied   o u b y   th h ac k er   “Bj o r k a, ”  wh ich   ex p o s ed   s en s itiv d ata  o f   I n d o n esian   citizen s ,   in clu d in g   NI K ,   KK  n u m b er s ,   an d   telep h o n e   n u m b er s ,   alleg ed ly   o b tain ed   f r o m   in s titu tio n s   s u ch   as  I n d ih o m e,   KPU,   an d   SIM   r eg is tr atio n   d atab ases   [ 4 ] .   Su c h   in c id e n ts   h ig h lig h th f r ag ilit y   o f   n atio n al  d ig ital  in f r astru ctu r an d   t h u r g en n ee d   f o r   p r o ac tiv s o lu tio n s   to   p r o tect  s en s itiv in f o r m atio n ,   p ar ticu l ar ly   I ad d r ess es  u s ed   in   b o tn et  h o s id en tific atio n .   Glo b all y ,   r an s o m wa r an d   p h is h in g   r em ain   d o m in an t   th r ea ts ,   ac co u n tin g   f o r   m o r e   th a n   3 0 . 2 5 o f   c y b er attac k s   in   r ec en d ec ad es.   T h ese  ev o lv in g   t h r ea ts   d em an d   t h e   d ev elo p m e n o f   a d ap tiv an d   s ec u r d etec tio n   s y s tem s .   Fig u r 1   illu s tr ates  g lo b al  cy b e r cr im ac tiv ity   b as ed   o n   r ea l - tim in tr u s io n   d ete ctio n   d ata,   em p h asizin g   th s c ale  an d   p er s is ten ce   o f   th ese  th r ea ts .           Fig u r 1 .   Data   s o u r ce   ( h ttp s ://cy b er m ap . k asp er s k y . co m /s tats # co u n tr y =1 4 4 & ty p e= I DS& p e r io d =w )       T h r an s o m war is s u th at  ca n   b d etec ted   f r o m   th in tr u s io n   d etec tio n   s ca n   s y s tem   in   th last   f ew  wee k s   an d   p h is h in g   also   c o n t in u to   d o m in ate   th cy b er   th r ea lan d s ca p e,   d em an d in g   t h d ev elo p m en o f   a   m o r a d ap tiv a n d   s ec u r d et ec tio n   s y s tem .   Ar o u n d   m o r t h an   3 0 . 2 5 o f   cy b e r   th r e ats  r ec o r d ed   in   t h last   f ew  d ec ad es.   T o   o v er co m th s ec u r ity   g a p   an d   i m p r o v ac cu r ac y ,   th is   s tu d y   im p lem en ts   th d ata  en cr y p tio n   s tan d ar d   ( DE S)  [ 5 ]   a n d   b lu m - b lu m - s h u b   ( B B S)  [ 6 ]   e n cr y p ti o n   alg o r ith m s .   DE S,  as  a   s y m m etr ic  b lo c k   cip h er ,   is   wid ely   u s ed   f o r   en c r y p tin g   p er s o n al  d ata,   wh ile  B B en h an ce s   r an d o m n ess   an d   s ec u r it y   in   k ey   g en er atio n .   R ec en f ea s ib ilit y   tes tin g   co n f ir m s   th at  th im p r o v ed   DE S - B B m eth o d   s ig n if ican tly   s tr en g th en s   en cr y p tio n   s ec u r ity   wh ile  m ain tai n in g   ef f icien cy ,   with   av er a g p r o ce s s in g   tim es  o f   o n l y   2   s ec o n d s .   T ab le   1   p r esen ts   ex am p les  o f   en cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n   r esu lts ,   d em o n s tr atin g   th e   r o b u s tn ess   an d   e f f icien cy   o f   th p r o p o s ed   ap p r o ac h .       T ab le  1 .   E n cr y p tio n   d ec r y p tio n   tex t ( h ttp s ://d o i.o r g /1 0 . 6 3 4 4 7 /jimik . v 6 i2 . 1 3 8 5 )   N o   P l a i n t   t e x t   C h i p e r   t e x t   Ti me   p r o c e ss   1   G r e a t !   Y o u r   w o r k   i s   v e r y   g o o d   a n d   d e t a i l e d .   I   r e a l l y   a p p r e c i a t e   y o u r   e f f o r t   a n d   d e d i c a t i o n   i n   c o mp l e t i n g   t h i s t a s k .   u u z j E g o B 1 4 n x + TF6 o H v R 1 K b mY f O j G n e g V g I f R 9 j   z 9 M i P u K 7 U c y l u / m j a W K G L y X K LK q Y K + d c D J4 3   c a W o D Jb 6 U 7 s x R d 3 a H I y V 3 z e 4 n U s y M i 7 n w W F t x V   T7 X 8 n V H + g d 3 b I 4 LA ZZ k Q 0 o O S 8 X L6 p S t v mJQ +   W F 6 mz l K ZWF X Lf M A V F f H 2 F U=   5   ms   2   P e r h a p s w e   c o u l d   c o n si d e r   so m e   mi n o r   i mp r o v e me n t s t o   t h e   u ser   i n t e r f a c e   t o   ma k e   i t   m o r e   u ser - f r i e n d l y .   I   b e l i e v e   i t   w o u l d   i m p r o v e   t h e   o v e r a l l   u ser  e x p e r i e n c e .   t O X P b TG U c M 5 n 4 y B D a Eb LY k i 6 x n J O 9 I C C U B 3   B a z A p sR 4 C + M R 4 y 4 t U f X F o K l 7 o k F v k 7 3 d U 3 a / 1 e   O 3 k 0 1 + q t o R d s y B H n A 4 7 w X EH c 2 8 W C w 8 8 LJ d n o p   R 2 f b v f t m8 i 0 t f M y t l M q H i 7 3 s 4 V X w W x P O Lq l P L x F i   H f I C A X 8 2 Q TEY Td 1 f Q / / D 0 g A Y k 4 z U n n o W Q h 5   JA 3 N Eb B k k x X i Q O 9 C s =   2   ms   3   Y o u r   p r e s e n t a t i o n   i s   a l r e a d y   g o o d ,   b u t   t r y   t o   s p e a k   a t   a   s l o w e r   p a c e   a n d   e n g a g e   mo r e   w i t h   t h e   a u d i e n c e .   Th i s   w i l l   ma k e   y o u r   p r e s e n t a t i o n   mo r e   m e m o r a b l e   a n d   me mo r a b l e   X d w J6 l 0 7 4 H y N n l a I n f p I EX Lu h G Q 8 R H mK p k N X 7   Q x G v Q 1 i o JH 1 N H s n k q 3 r O U b 3 b V 4 I S w c z e + Y r 9 S u   S X A 1 a E 8 W 0 0 ZU 9 P h Lf B V k 3 w O T R H n a J 2 P A F r g X   o A b s j 6 8 x z l H 9 u 7 C C O I 4 3 D r k / 9 s 2 p ZH c 3 Z C 2 d W O   c Zj G h z G r 7 d Y + z U T x t F V Y j i Y q o L u r 4 + U 7 sW C f b B   Le k 2 j c y Y q / TN 1 n 7 W b D Y 7 V k c 7 O z Q = =   1   ms   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       I mp r o vin g   B o t n et  h o s t p r ed ict io n   w ith   en cryp tio n   a n d   GR fo r   en h a n ce d   … ( Ome g a   Jo el  P a tr ia   Mo a ta )   143   B u ild in g   o n   th ese  f o u n d atio n s ,   th is   s tu d y   i n teg r ates  en cr y p ti o n   with   m ac h in lea r n in g   tec h n iq u es  to   im p r o v e   th p r ed ictio n   o f   n etwo r k s   o r   I a d d r ess es  s u s p ec ted   o f   b ein g   B o tn ets.  T h m ain   co n tr ib u tio n   is   th e   in teg r atio n   o f   DE an d   B B en cr y p tio n   with   d ee p   lear n i n g   m o d el  b ased   o n   Gate d   R ec u r r en Un its   ( GR U)   f o r   B o tn et  h o s p r ed ictio n .   T h p r o p o s ed   m o d el  d em o n s tr ates  s ig n if ican p er f o r m an ce   im p r o v em e n ts ,   ac h iev in g   h ig h   ac c u r ac y   o n   te s d ata  wh ile  m ain tain in g   r ea l is tic  ad ap tab ilit y   to   d y n a m ic  n etwo r k   co n d iti o n s .   T o   f u r th er   en h an ce   r eliab ilit y ,   p r e p r o ce s s in g   tec h n iq u es   s u ch   as  o u tlier   h a n d lin g   [ 7 ] ,   m is s in g   d ata   tr ea tm en t   [ 8 ] ,   an d   m o v in g   a v er ag es  ar e   ap p lied .   Mo d el  ef f icien c y   is   o p tim ized   u s in g   th Ad am   o p tim izer   an d   ea r ly   s to p p in g ,   e n s u r in g   r o b u s t p er f o r m an ce   with o u t o v e r f itti n g .   B ased   o n   th ese  co n s id er ati o n s ,   th is   s tu d y   ad d r ess es  th r ee   k ey   r esear ch   q u esti o n s i )   Ho ca n   a   B o tn et  h o s p r ed ictio n   s y s tem   b d esig n ed   a n d   o p tim ized ii )   Ho d o es  th en c r y p tio n   alg o r ith m   af f ec th e   s ec u r ity   o f   tex t   d ata  in   th p r ed i ctio n   s y s tem an d   iii )   H o ef f ec tiv ar th Ad a m   o p tim izer   an d   ea r ly   s to p p in g   tech n iq u es  in   im p r o v in g   p r ed ictio n   p er f o r m an ce P r ev io u s   s tu d ies  h av n o ex p li citly   ad d r ess ed   th in teg r atio n   o f   en cr y p tio n   in t o   d ee p   lear n in g - b ased   B o tn e p r ed ictio n ,   m ak in g   t h is   r esear ch   an   im p o r tan t   co n tr ib u tio n .   T h s ig n if ican ce   o f   th is   wo r k   lies   in   its   d u al  f o cu s   o n   ac cu r ac y   an d   s ec u r ity .   B y   i n teg r atin g   en cr y p tio n   with   GR U - b ased   p r ed ictio n ,   th s tu d y   p r o v id es  s ec u r an d   ef f icien f r am ew o r k   f o r   B o tn et  h o s d etec tio n .   T h is   ap p r o ac h   n o t   o n ly   s tr en g th e n s   d ata  p r o te ctio n   b u also   en h an ce s   p r ed ictiv p er f o r m an ce ,   o f f er in g   p r ac tical  b en ef its   f o r   g o v er n m e n ts ,   en ter p r is es,  an d   s er v ice  p r o v id er s .   Ultim a tely ,   th p r o p o s ed   s y s tem   co n tr ib u tes  t o   b u ild i n g   r esil ien cy b er s ec u r ity   in f r ast r u ctu r es  in   th e   er a   o f   So ciety   5 . 0 ,   wh e r e   in ter co n n ec ted   I o T   a n d   AI   s y s tem s   ar in cr ea s in g ly   v u ln er ab le  to   ex p lo itatio n .       2.   RE L E A T E WO RK S   A   b asic  u n d er s tan d in g   o f   th p r in cip les  o f   d ata  en cr y p tio n   a n d   b asic  tech n iq u es  o f   m ac h in lear n in g   an d   s tan d ar d   en cr y p tio n   ar e   th f o u n d atio n   o f   th is   r esear ch .   I n   th is   p ap er ,   B o t n et s   will  b d etec ted   b ased   o n   th ch ar ac ter is tics   o f   n etwo r k   tr af f ic  an d   its   f lo with   m ac h in lear n in g .   E x is tin g   B o t n et   d etec tio n   s y s tem s   ar m ain ly   b ased   o n   in tr u s io n   d etec tio n   a n d   id e n tific at io n   o f   co m m an d   an d   co n tr o l   ( C & C )   s er v er s   u s in g   n atu r al  lan g u ag p r o ce s s in g   ( NL P)  tech n iq u es.  T h m ai n   lim itatio n   o f   cu r r en m o d els  is   th at  th n am o f   th e   C & C   s er v er   ca n   ch an g f r e q u en tly   u s in g   v ar io u s   n am e - c h an g in g   al g o r ith m s   a n d   in t r u s io n   s ig n atu r es.  T h i r esear ch   f o cu s es  o n   B o t n et   d etec tio n   b ased   o n   n etwo r k   tr a f f ic.   An   alter n ativ ap p r o ac h   in   d ev elo p in g   th is   m ac h in lear n in g   m o d el  also   in v o lv es  e n cr y p tio n   t o   m ain ta in   in f o r m atio n   s ec u r ity   an d   s ec u r th e   ex tr ac tio n   o f   r esu lts   f r o m   e ac h   o p er atio n ,   in clu d in g   co r r elatio n   r esu lts ,   en tr o p y   r esu lts ,   an d   m o d el  ev a lu atio n   r esu lts   [ 9 ] .     2 . 1 .     B o t n et   B o t n et  is   n etwo r k   o f   “b o ts ,   wh ich   is   co llectio n   o f   in ter c o n n ec ted   n etwo r k s   m a n ag ed   b y   s in g le  en tity   k n o wn   as  “b o t - h er d er . ”  I f   an   attac k er   i n ten d s   to   tar g et  lar g o r g a n izatio n   s u ch   as  Go o g le  o r   Am az o n ,   t h ey   will  n ee d   s ig n if ican co m p u tin g   r eso u r ce s   to   p en etr ate  a   web   s er v er s   s ec u r ity   f ir ewa ll.   E s s en tially ,   attac k er s   f o r m   a n   ar m y   u s in g   th eir   m alwa r e   n etwo r k .   T h ey   in itially   tar g et  in d iv id u al  u s er s   th r o u g h   h ac k in g   m eth o d s   s u ch   as  p h is h in g   o r   m alwa r a ttack s ,   g ain in g   co m m an d   a n d   co n tr o o v er   th eir   d ev ices.  T h attac k er   t h en   ta k es  o v er   all  th c o m p r o m is ed   d ev ices,  f o r m in g   th e m   in to   a   n etwo r k .   W ith   th e   h elp   o f   th is   n etwo r k ,   th e   attac k er   ca n   lau n ch   d en ial - of - s er v ice   attac k s   o r   b r u te - f o r ce   attac k s ,   wh ich   ca n   d is r u p n etwo r k   tr a f f ic  o r   d a m ag th e   v ictim s   n etwo r k   s er v er s   [ 1 0 ] T h n etwo r k   tr a f f ic  m ec h a n is m   is   illu s tr ated   in   Fig u r 2 .     2 . 2 .     Da t a   prepro ce s s ing   T h d ata   p r e - p r o ce s s in g   s tep s ,   illu s tr ated   in   th e   f is h b o n d iag r a m   in   Fig u r e   3 ,   s tar t   with   th cs4 4 8 b _ ip asn   d ataset   wh ich   co n tain s   B o t n et - r elate d   in f o r m atio n .   T h in itial   d ataset  s tatis tics   s h o m ea n   o f   4 8 %,  m ed ia n   o f   5 1 %,  a n d   m o d e   o f   0 %.  Sev er al  p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u es  ar ap p lied ,   s tar tin g   with   o u tlier   h an d lin g   to   d etec an d   r em o v e   ex tr em v alu es  th a m ay   in ter f er with   th m o d elin g   p r o ce s s   [ 7 ] .   Miss in g   d ata  h an d lin g   is   also   p er f o r m e d   to   ad d r ess   g ap s   in   th d ataset   [ 8 ] .   I n   ad d itio n ,   t h m o v in g   av er ag e   tech n iq u is   u s ed   to   s m o o th   o u d ata  f lu ctu atio n s   an d   h ig h li g h g en er al  tr e n d s ,   with   v is u aliza tio n   th r o u g h   lin e   g r ap h s .   As  wid ely   u s ed   tech n iq u in   tim s er ies  an a ly s is ,   m o v in g   av e r ag es  h elp   s u m m ar ize  o v er all  d ata  p atter n s   ef f icien tly   [ 1 0 ] .   Af ter   p r e - p r o ce s s in g ,   th ch a r ac ter i s tics   o f   th d ataset  ch an g to   m ea n   o f   2 8 . 2 %,  a   m ed ian   o f   2 9 . 9 %,  an d   m o d e   o f   4 9 . 9 %,  r ev ea lin g   a n   an o m alo u s   n etwo r k   with   r ep ea tin g   p atter n ,   wh ich   is   a   n ew  asp ec ad ap te d   f r o m   t h r ef er en ce   liter atu r e.   T o   im p r o v th p r ed ictiv ca p ab ilit y ,   u s in g   r ec u r r e n n eu r al   n etwo r k s   ( R NN )   ar u s ed   to   an aly ze   th 3 0 - d ay   f o r war d   p r e d ictio n   p er io d   b y   co m p ar in g   t h “L o ca I Flo w”  v alu es  ac r o s s   d a y s   f o r   ten   d i f f er en I Ps .   T h is   ap p r o ac h   h elp s   id en tify   d aily   p atter n s   i n   n etwo r k   ac tiv ity .   Stu d ies  h av s h o wn   th at  lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L ST M)   n etwo r k s   o u tp er f o r m   tr ad itio n al  m eth o d s   a n d   b aselin R NN  m o d els,  esp ec i ally   f o r   lo n g - ter m   f o r ec asts .   Fo r   ex am p le,   L STM   m o d els  h av b ee n   u s ed   t o   p r ed ict  lak wate r   le v els  with   7 8 h ig h e r   ac cu r ac y   th an   th Naïv Me t h o d   f o r   6 0 - d ay   f o r ec asts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 141 - 1 58   144   Ad d itio n ally ,   GR U   h av b ee n   s h o wn   to   b ef f ec tiv f o r   l o n g er   p r ed ictio n   p e r io d s ,   s u c h   as  1 2 0 - d a y   wate r   lev el  f o r ec asts ,   wh er GR o u tp er f o r m s   b o th   R NN  an d   L STM   in   p er f o r m a n ce   m etr ics.  Du to   th eir   f aster   tr ain in g   tim e,   GR Us  ar we ll - s u ited   f o r   r ea l - tim h y d r o l o g ical  p r ed ictio n s   th at  r eq u i r f r eq u e n m o d el   u p d ates.  Hy b r id   m o d els,  wh ich   in teg r ate  R NNs,  L STM s ,   an d   GR Us  with   o th er   s tatis tica an d   d ee p   lear n in g   tech n iq u es su ch   as L STM - C NN,   f u r th er   im p r o v th ac c u r a cy   an d   e f f icien cy   o f   p r ed ictio n s   [ 1 0 ] .           Fig u r 2 .   I ll u s tr atio n   o f   g en er a l b o t n etwo r k   ar ch itectu r e             Fig u r 3 .   Fis h b o n d iag r am   o f   en cr y p tio n   B o t n et ,   GR U       R NN  p r o ce s s es   th in p u s eq u en ce   X1 ,   X2   . . . . . . . . . .   Xt.   At  ea ch   tim s tep   “t”,   th n etwo r k   u p d ates  its   h id d en   s tate  “h ”,   b y   tak in g   in t o   ac co u n th in p u o f   t h cu r r en tim s tep   “x , ”  an d   th e   h id d en   s tate  f r o m   th e   tim s tep   “h   in   Fig u r 4 .   T h is   h id d en   s tate  is   ca lcu lated   u s in g   ( 1 ) :     1 = ( × ℎ1 +  ×  + )   ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       I mp r o vin g   B o t n et  h o s t p r ed ict io n   w ith   en cryp tio n   a n d   GR fo r   en h a n ce d   … ( Ome g a   Jo el  P a tr ia   Mo a ta )   145   w h er “h   is   th e   h id d e n   s tate  at  cu r r e n tim s tep   “t”,   h   is   th h id d e n   tim e   s tep   o f   th e   p r e v i o u s   tim s tep   “t - 1   x   is   th in p u at  cu r r en tim s p an   “t”,   is   th e   weig h m atr i x   ass o ciate d   with   th h i d d en   s tate,   is   th weig h t   m atr ix   f o r   th i n p u t.  h id d en   s tate,   is   th weig h m atr ix   f o r   th in p u t.  b h   is   th b ias  v e cto r   ”  is   n o n - lin ea r   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   s u c h   as  tan h   f u n ctio n   o r   R eL U,   wh ich   in tr o d u ce s   n o n - lin ea r it y   to   th n etwo r k   an d   h el p s   it  lear n   co m p lex   p atter n s .   co m p le x   p atter n s .   T h e   o u t p u at  ea c h   tim e   s tep   “y   is   c alcu lated   u s in g   th cu r r en h id d en   s tate  “h t”  with   ( 2 ) :     =     ( × +   )   ( 2 )     y   o u t p u t   s t e p   a t   t i m t ,   w y   i s   t h w e i g h m a t r i x   f o r   t h o u t p u t   l a y e r   b y   is   t h e   b i as  v e c t o r   f o r   t h e   o u t p u t   a n d   ϕ   a s   t h e   a c ti v a t i o n   f u n c t i o n   u s e d   i n   t h e   o u t p u t   l a y e r .   T h e   R N N   is   t r a i n e d   b y   m i n i m i z i n g   a   l o s s   f u n c t i o n   L   o v e r   t h e   e n t i r e   s e q u e n c e ,   c a l c u l at e d   a s   t h e   s u m   o f   th e   i n d i v i d u a l   l o s s es   a t   ea c h   t i m e   s t e p   i n   ( 3 ) :     =   = 1 (  )   ( 3 )     W h er “L ”  r ep r esen ts   th l o s s   at  tim s tep   “t, ”  an d   “y t”  r e p r esen ts   th an ticip ated   o u tp u a tim s tep   “t. ”  T h ac tu al  tar g et  o u tp u y   at  tim s tep   “t, ”  wh er “t”  an d   “T ”  r ep r esen th to tal  n u m b er   o f   tim s tep s   o f   th s eq u en ce .   T h g ate d   GR ar ch itectu r is   s h o wn .   T h ey   ar x an d   y f o r   in p u an d   o u tp u t,  r an d   zt  f o r   r eset  an d   u p d ate  g ates,  an d   h t   an d   h f o r   ac tiv atio n   an d   ca n d id ate  ac tiv atio n ,   r esp ec tiv ely .   T h two   g ates   [ 1 0 ]   h av th f o llo win g   d ef in itio n s   in   ( 4 ) :     =   (   + 1 + )   ( 4 )           Fig u r 4 .   Flo d ia g r am   o f   R NN       Fig u r 5   is   m o r in - d ep th   in ter p r etatio n   o f   th g r o u p   a r ch itectu r e .   Up d ate  g ate   "Z d eter m in es  wh ich   b its   o f   th lo n g - ter m   s t ate  s h o u ld   b d elete d   an d   wh i ch   s h o u ld   b ad d ed .   W h ich   p ar o f   th p r ev io u s   s tate  is   s h o wn   to   th m ain   la y er   o r   a ctiv atio n   ca n d id ate  "h is   d eter m in ed   b y   th r eset  g ate  "r tt."  T h GR m o d el  ca n   t h er ef o r b e x p r es s ed   in   th f o llo win g   way :     =   ( +   1 +   ( 5 )     =    ( + ( . 1 ) + )   ( 6 )     = ( 1 ) . 1 + . ~   ( 7 )     w h er ca n d id ate  ac tiv ity   “h t”  an aly ze s   th in p u t v ec to r   x t”  an d   th p r ev i o u s   s h o r t - ter m   s t ate  “h t−1 ”  an d   o n ly   th m o s t r elev an p ar t is st o r ed   in   th v ec to r   “h t”.   T h is   v ec t o r   “h t”  r e p r esen ts   th o u t p u t state  o f   th m o d el.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 141 - 1 58   146       Fig u r 5 .   Ar c h itectu r o f   GR ce ll       2 . 3 .     E ncry ptio n   2 . 3 . 1 .   Cry pto g r a ph y   C r y p to g r ap h y   s er v es  as  m eth o d   f o r   in d iv id u als  to   co m m u n icate   s ec r et  m ess ag es  s e cu r ely   with   ea ch   o th e r   o r   with   th eir   i n ten d ed   r ec i p ien ts .   I t   in v o l v es  th e   u s o f   a   co d e   s y s tem   to   en s u r th at  t h m ess ag r em ain s   in co m p r eh e n s ib le  to   t h ir d   p ar ties   o r   in d iv i d u als  with   m alicio u s   in te n t,  s u ch   as  h a ck er s .   T h is   s ec u r it y   m ea s u r b ec o m es  esp ec ially   im p o r ta n wh en   th tr a n s m is s io n   s y s tem   is   v u ln er ab le  to   in ter ce p tio n   b y   u n au th o r ized   p ar ties .   C r y p to g r ap h y   s er v es  as  tech n iq u e   f o r   p r eser v in g   a n d   tr an s m itti n g   d ata  in   a   f o r m at  th at   ca n   o n ly   b u n d er s to o d   b y   t h o s with   th p r o p er   d ec r y p tio n   k ey .   u n d er s to o d   b y   th o s with   th p r o p er   d ec r y p tio n   k ey ,   en s u r in g   th e   p r o tectio n   o f   cr itical  in f o r m at io n   wh eth e r   it  is   s to r e d   o n   v a r io u s   s to r ag e   m ed ia   o r   tr an s m itted   o v er   co m m u n icatio n s   n etwo r k   [ 1 1 ] C r y p t o g r ap h y   is   th s cien ce   an d   en g in ee r in g   u s ed   to   p r o tect  d ata  f r o m   u n au th o r ize d   th ir d   p a r ties .   T h two   f u n d a m en tal  p r o ce s s es  in   cr y p to g r a p h y   ar e n cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n .   E n cr y p tio n   in v o lv es  tr an s f o r m in g   p lain   t ex in to   cip h e r   tex u s in g   a   k ey .   I n   co n tr ast,  d ec r y p tio n   in v o lv es  co n v er tin g   th e   cip h er tex b ac k   to   th o r ig in al  p lain tex u s in g   th s am k ey .   T h is   p r o ce s s   is   p ar ticu lar ly   r elev an wh en   u s in g   s y m m etr ic  k ey   cr y p t o g r ap h y ,   wh er th s am k ey   is   u s ed   f o r   b o th   en cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n   [ 1 2 ] I n   alm o s t a ll c r y p to g r ap h ic  ap p licatio n s ,   th u s o f   p s eu d o r an d o m   n u m b er s   is   v er y   co m m o n .   T h ese  n u m b er s   ex h ib it  ch ar ac ter is tics   th at  s im u late  tr u r an d o m n ess ,   m a k in g   it  d if f icu lt  f o r   m alicio u s   m an ip u latio n   o f   th e   ap p licatio n .   r a n d o m n ess ,   m a k in g   it   d if f ic u lt  f o r   m an ip u lat io n .   T h al g o r ith m   r esp o n s i b le  f o r   g e n er atin g   t h e s p s eu d o r an d o m   n u m b er s ,   w h ich   ar ess en tially   s eq u en ce s   o f   b its ,   is   r ef er r ed   to   as  p s eu d o r an d o m   n u m b e r   g en er ato r   ( PR NG)   [ 1 3 ] PR NG   is   d eter m in is t ic  alg o r ith m   d esig n ed   t o   g en er ate  s eq u en ce s   th at  s u cc e s s f u lly   p ass   v ar io u s   r an d o m n ess   tes ts .   T h ese  g en er ato r s   o f t en   u s r ec u r s io n   to   g en er ate  s eq u en ce s   o f   n u m b e r s   th at  m im ic  r an d o m n ess .   I n   th is   p r o ce s s ,   n u m b er s   ar g e n er ated   r ec u r s iv ely ,   with   ea ch   s u b s eq u en n u m b e r   in   th e   s eq u en ce   d eter m in e d   b y   th p r ev io u s   n u m b er .   T h e   iter atio n   b e g in s   with   s p ec if ic  v alu k n o wn   as  th e   s ee d .   I m p o r tan tly ,   wh e n   th r e p etitio n   s tar ts   with   th s am s ee d ,   it  will  p r o d u ce   th s am s eq u en ce .   T h len g t h   o f   th s eq u e n ce   b ef o r th r ep etitio n   is   ca lled   th p er io d   o r   cy cle  len g th   [ 1 4 ] Fro m   th en c r y p tio n   o f   t h u s o f   th DE S a n d   B B S m eth o d s .     2 . 3 . 2 .   Da t a   encr y ptio n sta nd a rd   T h DE alg o r ith m   is   s u b s et  o f   s y m m etr ic  cr y p to g r a p h y ,   wh ic h   s p ec if ically   f alls   u n d er   t h ca teg o r y   o f   b lo ck   cip h e r s .   Alth o u g h   wid ely   ad o p te d   an d   r ec o g n ized   as th s tan d ar d   s y m m etr ic  k ey   alg o r ith m ,   DE is   o b s o lete  d u to   s ec u r ity   co n ce r n s   a n d   h as  b ee n   r ep la ce d   b y   n ewe r   alg o r ith m s .   DE o p er ates  o n   6 4 - b it   b lo ck s ,   m ea n in g   it  en c r y p ts   an d   p r o ce s s es  6 4   b its   o f   p lain tex to   p r o d u ce   6 4   b its   o f   cip h er tex t.   T h is   en cr y p tio n   p r o ce s s   in v o lv es  th u s o f   a   5 6 - b it  in ter n al   k ey   o r   s u b k ey   [ 1 5 ] Data   s ec u r ity   h as  g r ea t   s ig n if ican ce   in   t h co n tem p o r ar y   d ig ital  lan d s ca p e,   an d   t h DE S   alg o r ith m   s tan d s   o u as  wid ely   u s ed   cr y p to g r ap h ic  alg o r ith m   to   m ain tain   d ata  co n f id e n tiality   an d   in teg r ity .   As  f u n d a m en tal   to o in   th f ield   o f   cr y p to g r ap h y ,   DE p lay s   v it al  r o le  in   ad d r ess in g   th ch allen g es  p o s ed   b y   th ev er - e v o lv i n g   d ig ital  er a   [ 1 6 ] Plain   t ex r ef er s   to   th in it ial  m ess ag o r   th e   o r ig in al   m ess ag s en in   th e   co m m u n icatio n   p r o ce s s .   co m m u n icatio n   p r o ce s s .   T h is   p lain   tex u n d er g o es  th p r o c ess   o f   en cr y p tio n   a n d   d ec r y p tio n .   C ip h er   t ex t,  o n   th o th er   h an d ,   r ep r esen ts   th e   h id d en   m ess ag r esu ltin g   f r o m   th en cr y p tio n   o f   th o r ig i n al  m ess ag ( p lain   tex t )   d u r in g   th cr y p to g r ap h y   p r o ce s s .   C ip h er   t ex ca n   b co n v er ted   b ac k   to   its   o r ig in al   f o r m   ( p lain   tex t)   u s in g   th e   p r o v id ed   k e y .   T h p r o ce s s   in v o lv e d   in   co n v er tin g   d ata  ( p lain   tex t)   in to   d is g u is ed   d ata   ( cip h e r   tex t)   is   k n o wn   as  e n cr y p tio n .   T h e   DE alg o r ith m   is   an   e n cr y p tio n   m eth o d   u s ed   in   b lo ck   ci p h er   s y s tem s .   T h is   en cr y p tio n   s y s tem   s cr am b les  d ata  b lo ck   b y   b l o ck ,   u s in g   6 4 - b it  in p u b lo ck s   ( p lain   tex t )   an d   p r o d u ce s   o u tp u t   ( c ip h er   tex t)   in   6 4 - b it  b lo ck s   as  well.   T h alg o r ith m   u s ed   is   s y m m etr ic  k ey   alg o r ith m   w ith   k ey   len g th   o f   5 6   b its .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       I mp r o vin g   B o t n et  h o s t p r ed ict io n   w ith   en cryp tio n   a n d   GR fo r   en h a n ce d   … ( Ome g a   Jo el  P a tr ia   Mo a ta )   147   Or ig in ally   estab lis h ed   as  a   s tan d ar d   f o r   s ec u r i n g   t r an s m itted   an d   s to r ed   d ata,   th DE S   cip h er   s y s tem   q u ick ly   g ain e d   in ter n atio n al   a d o p tio n   q u ick ly   g ain e d   in ter n atio n al  ad o p tio n   f o r   a   v a r iety   o f   a p p licatio n s   th at   r eq u ir ed   en cr y p tio n   d u r i n g   o p er atio n   [ 1 7 ] .   DE S   is   s y m m etr ic  k ey   b lo ck   cip h er   ch ar ac ter ized   b y   k e y   len g th   o f   5 6   b its   an d   b lo ck   s ize  o f   6 4   b its .   Or ig in ated   b y   I B in   1 9 7 2 ,   DE was  o r ig in ally   d esig n ed   as  d ata  en cr y p tio n   a lg o r ith m   an d   was  later   ad o p ted   b y   th Un ited   States   g o v er n m en as  th s tan d ar d   en c r y p tio n   alg o r ith m .   E n cr y p tio n   alg o r ith m   o r ig in ally   im p lem en ted   wit h   6 4 - b it k ey s ,   th n atio n al  s ec u r ity   ag en c y   ( NSA)   later   im p o s ed   a   r estrictio n ,   th e   k ey   le n g th   t o   5 6   b its .   T h is   r e s u lted   in   DE d is ca r d in g   8   b it s   f r o m   th e   o r i g in al   64 - b it  k e y   an d   u s in g   co m p r ess ed   5 6 - b it  k e y   to   en c r y p d ata  in   6 4 - b it  b lo ck s .   Desp ite  its   wid esp r ea d   ad o p tio n ,   DE h as  v u ln e r ab ili ties ,   esp ec ially   wh en   wea k   k e y s   ar u s ed .   Var io u s   m o d es  o f   o p er atio n ,   s u ch   as  C B C ,   E C B ,   C FB ,   an d   OF B ,   i n cr ea s its   f lex ib ilit y .   I n   p ar ticu lar , DE f ac ed   s ig n if ican t   ch allen g in   1 9 9 8   wh en   th e   DE C r ac k er   s u p er c o m p u ter ,   aid e d   b y   m an y   PC s   d is tr ib u ted   ac r o s s   th I n ter n et,   m an ag e d   t o   cr ac k   DE in   ju s 2 2   h o u r s   [ 1 8 ] D E b elo n g s   to   th Feis tel  cip h er   f am ily ,   an d   its   s tr u ctu r ali g n s   with   th ty p ical  ch ar ac ter is tics   o f   Feis tel  cip h e r s .   H o w e v e r ,   t h e r e   a r e   s p e c i f i c   d e t a i l s   t h a t   d i s t i n g u i s h   D E S   w i t h i n   t h i s   f r a m e w o r k :   i )   b l o c k   l e n g t h ,   t h e   D E S   b l o c k   l e n g t h   i s   6 4   b i t s .   B o t h   t h e   o r i g i n a l   p l a i n   t e x t   a n d   t h e   c i p h e r   t e x t   a r e   6 4   b i t s   i n   s i z e ;     i i )   k e y   s i z e ,   t h e   D E S   k e y   i s   6 4   b i t s   i n   s i z e .   E a c h   r o u n d   o f   t h e   D E S   a l g o r i t h m   u s e s   a   4 8 - b i t   r o u n d   k e y ;   a n d   i i i )   n u m b e r   o f   r o u n d s ,   D E S   o p e r a t e s   t h r o u g h   1 6   r o u n d s .   T h i s   m e a n s   t h a t   t h e   e n c r y p t i o n   o r   d e c r y p t i o n   p r o c e s s   i n v o l v e s   i t e r a t i n g   t h r o u g h   1 6   c o n s e c u t i v e   r o u n d s ,   e a c h   u s i n g   a   d i f f e r e n t   i n t e g e r   k e y .   T h e s e   s p e c i f i c a t i o n s   c o n t r i b u t e   t o   t h u n i q u e   s t r u c t u r e   a n d   f u n c t i o n a l i t y   o f   D E S   a s   a   F e i s t e l   c i p h e r   [ 1 9 ]   s h o w n   i n   F i g u r e   6 .           Fig u r 6 .   Glo b al  s ch em o f   th DE S   alg o r ith m       I n   th DE e n cr y p tio n   p r o ce s s ,   th p lain   tex b lo ck   is   in itially   d iv id ed   in to   two   p ar t,   th le f p ar ( L )   an d   th e   r i g h p ar ( R ) .   I n   t h DE en cr y p tio n   p r o ce s s ,   th e   p lain   tex t   b lo c k   is   in itially   d i v id ed   i n to   two   p a r ts :   th lef p ar ( L )   a n d   th r i g h p ar ( R ) ,   ea ch   co n s is tin g   o f   3 2   b its .   T h ese  two   p ar ts   th en   u n d er g o   s er ies  o f   1 6   r o u n d s   in   th DE en c r y p tio n   p r o ce s s .   I n   ea ch   r o u n d ,   d e n o t ed   as  r o u n d   i,  t h r ig h b lo c k   ( R )   s er v es  as  in p u to   tr an s f o r m atio n   f u n ctio n   k n o wn   as  f .   I n   th e   f u n ctio n   f ,   th r ig h b lo ck   ( R )   is   co m b in e d   with   an   in ter n al   k ey .   T h is   in ter n al  k e y ,   wh ich   is   s p ec if ic  to   ea c h   r o u n d ,   is   d er iv ed   f r o m   th m aster   en c r y p tio n   k e y   u s ed   in   DE S.  T h tr an s f o r m atio n   f u n ctio n   f   p lay s   an   im p o r tan r o l in   tr an s f o r m in g   an d   m ix i n g   th b its   in   th e   r ig h b lo ck ,   wh ic h   co n tr i b u tes  to   th o v er all  en c r y p tio n   p r o ce s s   [ 1 5 ]   b ec a u s o f   th e   v u l n er ab il i ty   an d   er a   o f   DE S   wh ich   is   q u ite  r esis tan t,  th is   en cr y p tio n   is   ad d e d   with   B B ar ith m etic  to   in c r ea s th r an d o m n ess   o f   th e   n u m b er s   p r o d u ce d .     2 . 3 . 3 .   B lum - blum - s hu b   ( B B S )   Alg o r ith m   BBS   s er v es  a s   p s eu d o r a n d o m   b it  g en er ato r ,   p r o d u cin g   b i n ar y   s eq u e n ce   k n o wn   as  th e   B B S   s eq u en ce   [ 1 9 ] .   T h e   p r o ce s s   b eg in s   b y   ch o o s in g   tw o   p r im e   n u m b er s ,   p   a n d   q ,   b o th   s atis f y in g   th co n d itio n   p ,   q 3   ( m o d   4 )   to   e n s u r cr y p to g r ap h ic  s ec u r ity .   T h m o d u lu s   n   is   th en   ca lcu la ted   as  th p r o d u ct  o f   th ese  p r im n u m b e r s   ( n =p × q ) .   Nex t,  r an d o m   in te g er   r   is   ch o s en   s u ch   th at  it  is   p r im to   n ,   m ea n in g   it  h as  n o   co m m o n   f ac t o r s   with   n .   T h in itial  s ee d   i s   s e as   x ₀= r ²  m o d   n ,   wh ich   s er v es  as  th s tar tin g   p o in f o r   g en er atin g   th e   s eq u en ce .   T h p s eu d o r an d o m   s eq u en ce   is   th en   g en er ate d   iter ativ ely   u s in g   th r ec u r r e n ce   r elatio n   x ₙ₊₁= ( x ₙ) ²  m o d   n ,   to   e n s u r u n p r ed ictab le   an d   s tr o n g   r an d o m n ess   p r o p er ties .   E ac h   d ec im al  d ig it  I   is   co n v er ted   to   b in a r y ,   a n d   th l ea s s ig n if i ca n b it   ( L SB )   is   e x tr ac ted   to   co n v er th e   g en e r a ted   r an d o m   b its   in to   b in ar y   f o r m .   B y   co n v en tio n ,   1   is   r ep r esen ted   as  1   an d   0   as  - 1   in   t h r ep r esen tatio n .   I n   a   n u m b er   o f   ap p licatio n s ,   th r esu ltin g   1   an d   - 1   s eq u e n ce s   ca n   b e   u s ed   as  s p r ea d in g   s eq u e n ce s   [ 2 0 ]   as sh o wn   in   F ig u r 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 141 - 1 58   148       Fig u r 7 .   B lo ck   d iag r am   f o r   B B S   s eq u en ce   g en er ato r       T h BBS   n u m b er   g en er ato r   is   o n o f   th s im p lest   an d   m o s p o wer f u o f   th cr y p to g r ap h ic ally   s ec u r p s eu d o r an d o m   n u m b er   g en er a to r s   ( C SP R N Gs),   p ar ticu lar ly   in   ter m s   o f   th eo r etica co m p le x ity .   Dev elo p ed   in   1 9 8 6   b y   L e n o r B lu m ,   Ma n u el  B lu m ,   an d   Mic h ae Sh u b   en er ato r   BBS   [ 1 2 ] ,   th e   B B alg o r ith m   u s es  th e   f o llo win g   e q u atio n   t o   g en e r ate  p s eu d o r an d o m   n u m b er s .   I n   th is   eq u atio n ,   Xn   r ep r esen ts   t h cu r r en v alu i n   th s eq u en ce ,   an d   th m o d   n   o p er atio n   d en o tes  th m o d u lu s   o p er atio n   with   ' n ' .   T h B B alg o r ith m ,   alth o u g s im p le  in   its   f o r m u latio n ,   ex h ib its   s tr o n g   cr y p to g r ap h ic  p r o p er ties   th at  m ak it  s u itab le  f o r   s ec u r e   p s eu d o r an d o m   n u m b er   g e n er a tio [ 2 1 ] .      + 1 = (  ) 2    .     2 . 4 .     Resea rc p a per       T o   s tr en g th e n   th f o u n d atio n   o f   th is   s tu d y ,   s ev e r al  r elate d   wo r k s   o n   B o tn et  d etec ti o n   a n d   p r e d ictio n   wer r ev iewe d .   Pre v io u s   r esear ch   h as  em p lo y ed   v ar iet y   o f   ap p r o ac h es,  r an g i n g   f r o m   r ec u r r e n n eu r al  n etwo r k s   ( R NNs)  f o r   an al y z in g   tr af f ic  p atter n s ,   to   d ec is io n   tr ee   class if ier s   an d   s o ci al  co m m u n icatio n   d etec tio n   m eth o d s   b ased   o n   n etwo r k   f lo w.   W h ile  th ese   s tu d ies  ac h iev ed   p r o m is in g   r esu lts ,   m an y   s till   f ac e   lim itatio n s   s u ch   as   h ig h   f alse  p o s itiv r ates,  lo r ec all  v alu es,  o r   in s u f f icien ad ap tab ilit y   to   ev o lv in g   attac k   s tr ateg ies.  I n   co n tr ast,  th p r esen s tu d y   in tr o d u ce s   n o v el  a p p r o ac h   t h at  in teg r ates  DE a n d   B B en cr y p tio n   tech n iq u es  with   GR U - b ased   d ee p   lear n in g   m o d el.   T h is   in teg r atio n   n o o n ly   en h an ce s   p r ed ictio n   ac cu r ac y   b u also   en s u r es  th c o n f id en tiality   o f   s en s itiv d ata,   ad d r ess in g   cr itical  g ap   in   p r io r   r esear ch .   A   co m p ar ativ e   s u m m ar y   o f   th m eth o d s ,   f ea tu r es,  an d   p er f o r m an ce   m etr ics  f r o m   ea r lier   s tu d ies  alo n g s id th p r o p o s ed   s y s tem   is   p r esen ted   i n   T ab le  2 .       T ab le  2 .   R esear ch   p a p er   R e se a r c h   p a p e r   M e t h o d   F e a t u r e s   P e r f o r ma n c e   m e t r i c s   ( %)   [ 2 1 ]   R e c u r r e n t   n e u r a l   n e t w o r k   S i z e ,   d u r a t i o n ,   a n d   p e r i o d i c i t y   A c c u r a c y :   97   F a l se   p o si t i v e   r a t e :   3 . 7 2   [ 1 1 ]   S o c i a l   c o mm u n i c a t i o n   d e t e c t i o n   N e t w o r k   f l o w - b a se d   R e c a l l :   2 . 6   P r e c i s i o n :   80   F1 - sc o r e :   8 . 8   [ 1 4 ]   D e c i s i o n   t r e e   N e t w o r k   f l o w - b a se d   A c c u r a c y :   93   F a l se   p o si t i v e   r a t e : 30   F1 - sc o r e :   9 . 0   [ 9 ]   P e r i o d i c i t y   i n   n e t w o r k   f l o w   P e r i o d i c i t y   i n   p c a p   d a t a   F1 - sc o r e :   9   [ 1 3 ]   P a t t e r n - b a se d   n e t w o r k   f l o w   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   S t a t i st i c a l   n e t w o r k   f l o w - b a se d   A c c u r a c y :   9 9 . 3 6   P r e c i s i o n :   9 8 . 9 8   R e c a l l :   9 8 . 4 7   F1 - sc o r e :   9 8 . 7 2       3.   M E T H O D   B o t n et   is   o n ty p o f   m alwa r th at  o f te n   b ec o m es  s er io u s   th r ea t,  esp ec ially   f o r   lar g co m p an ies  an d   g o v er n m en a g en cies.  T h is   m alwa r in f ec ts   an d   c o n tr o ls   n u m b er   o f   d ev ices  co n n e cted   in   n etwo r k ,   f o r m in g   n etwo r k   o f   I b o ts   th at  ca n   b ex p lo ited   b y   attac k e r s .   n etwo r k ,   f o r m in g   n et wo r k   o f   I b o ts   th at  ca n   b ex p lo ited   b y   attac k er s   with o u th k n o wled g o f   th d ev ice  o w n er .   B o t n et   att ac k s   ca n   b f atal,   d am ag in g   n etwo r k   in f r astru ct u r e,   s tealin g   s en s itiv d ata,   a n d   p ar al y zin g   cr itical  s er v ice s .   Sev er al  p r ev io u Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       I mp r o vin g   B o t n et  h o s t p r ed ict io n   w ith   en cryp tio n   a n d   GR fo r   en h a n ce d   … ( Ome g a   Jo el  P a tr ia   Mo a ta )   149   s tu d ies  h av d ev elo p ed   p r ed i ctio n   s y s tem s   to   d etec an d   p r ev en B o t n et   attac k s .   T h is   s tu d y   f o c u s es  o n   d ev elo p in g   s u c h   a   p r e d ictio n   s y s tem   b y   i n teg r atin g   d ata   s ec u r ity   tech n iq u es,   n am ely   en cr y p tio n .   DE a n d   B B en cr y p tio n   a r im p lem e n ted   as  a n   alter n ativ e   to   p r o te ct  tex d ata   an d   p r ev en t   p u b li d ata  lea k s ,   wh ich   ar r am p a n in   I n d o n esia.  T h p r ed ictio n   s y s tem   m o d el  w ith   en cr y p tio n   was  d ev elo p e d   b y   f o llo win g   th r esear ch   f lo illu s tr ated   in   Fig u r 3 .   T h p r ep r o ce s s in g   f lo ca n   b illu s tr ated   in   Fig u r 8 .           Fig u r 8 .   Data   p r ep r o ce s s in g   f lo w       3 . 1 .     Resea rc d esig n   T h d ev elo p ed   m o d el  is   p r o to ty p o f   a n   in f o r m ati o n   s y s tem   im p lem en ted   u s in g   Go o g le  C o llab o r ato r y   an d   th Py th o n   p r o g r am m in g   lan g u a g e.   T h u s o f   th e   T esla  T 4   GPU  o n   t h Go o g le   C o llab o r ato r y   p la tf o r m   aim s   to   ac ce ler ate  d ata  p r o ce s s in g ,   esp ec ially   at  th tr ai n in g   an d   test in g   s tag es  o f   m o d els with   lar g d atasets .   T h is   allo ws f o r   tim ef f icien cy   a n d   in cr ea s ed   s y s tem   p e r f o r m a n ce .     3 . 2 .     Da t a   c o llect io n a nd   prepa ra t io n   T h d ata   co llectio n   p r o ce s s   b eg i n s   b y   tak in g   d ataset  f r o m   au to m ate d - m alwa r e - a n aly s is   GitHu b ,   s p ec if ically   th cs4 4 8 b _ ip asn   d ataset.   Af ter   th at,   d ata  p r ep r o ce s s in g   is   p er f o r m ed   to   cle an   an d   p r ep a r th e   d ata  f o r   m o d el   tr ain in g .   T h is   p r ep r o ce s s in g   in clu d es  h a n d li n g   o u tlier s ,   d ea lin g   with   m is s in g   v alu es,   ap p ly i n g   av er ag in g   tech n iq u es,  an d   en cr y p tio n .   Han d lin g   o u t lier s   o n   n u m er ic  d ata  is   d o n u s in g   th e   o u tlier s _ to _ n u ll_ iq r ( f ea t u r e)   f u n ctio n ,   wh ich   p r o ce s s es  th Data Fra m ( s er ies)  co lu m n   as  in p u t.  T h f i r s s tep   in v o lv es  ca lcu latin g   th f ir s t   q u ar tile  ( Q1 )   an d   th ir d   q u a r tile  ( Q3 ) ,   wh er Q1   r ep r esen ts   th v alu th at  s ep ar ates  th s m allest  2 5 o f   th d ata,   wh ile  Q3   s ep ar ates  t h s m allest  7 5 %.  T h e   in ter q u a r tile  r an g e   ( I QR )   is   th en   ca lcu lated   as  th d if f er en ce   b etwe en   Q3   an d   Q1 .   I QR   is   u s ed   to   d et e r m in t h lo wer   an d   u p p er   lim its   f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  7 ,   No .   2 J u ly   20 26 141 - 1 58   150   o u tlier   d etec tio n .   T h l o wer   li m it  is   d eter m in e d   b y   s u b tr ac ti n g   1 . 5   tim es  th e   I QR   f r o m   Q 1 ,   wh ile   th u p p e r   lim it  is   ca lcu lated   b y   ad d in g   1 . 5   tim es  th I QR   to   Q3 .   An y   v alu th at  f alls   o u ts id th ese  lim its   is   co n s id er ed   an   o u tlier   a n d   is   r e p lace d   wit h   n p . n an   ( m is s in g   v alu e) .   T h i s   p r o ce s s   is   ap p lied   iter ativ el y   to   ea ch   n u m er ic  co lu m n   in   th Data Fra m u s in g   lo o p   m ec h an is m .   T h o u tlier s _ to _ n u ll_ iq r ( )   f u n ctio n   is   ex ec u ted   f o r   ea ch   n u m er ic  c o lu m n ,   with   th e   r esu lts   s to r ed   b ac k   i n to   th e   co r r esp o n d in g   c o lu m n   in   th e   Data Fra m e.   T h e   o u tp u o f   th is   p r o ce s s   is   p r esen ted   in   T a b le  3 .       T ab le  3 .   Sam p le  d ata   I n d e x   D a t e   I _ i p n   r _ a s n   f   y d a y   w d a y   0   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   0   4 3 6 7 0 4 . 0   1 0 6 . 0   1 8 2   5   1   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   1   1 8 2 1 9 4 . 0   6 4 0 . 0   1 8 2   5   2   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   2   2 1 2 9 6 6 . 0   1 6 7 7 . 0   1 8 2   5   3   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   3   9 6 3 7 6 . 0   2 2 . 0   1 8 2   5   4   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   4   1 2 0 5 0 7 . 0   1 8 4 . 0   1 8 2   5   5   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   5   1 2 5 6 4 7 . 0   4 4 . 0   1 8 2   5   6   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   6   1 1 7 2 2 7 . 0   6 3 . 0   1 8 2   5   7   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   7   4 7 9 5 2 4 . 0   4 1 1 . 0   1 8 2   5   8   2 0 0 6 - 07 - 0 1   0 : 0 0 : 0 0   8   3 3 9 6 0 9 . 0   4 4 8 . 0   1 8 2   5       T h in itial  in ter p r etatio n   o f   e ac h   co lu m n   in   th d ataset  is   as  f o llo ws.  I n d ex   r ep r esen ts   s eq u en ce   n u m b er   o r   u n i q u id en tifie r   f o r   ea ch   r o o f   d ata.   T h d ate  c o lu m n   r ec o r d s   th d ate  an d   ti m wh en   th tr af f ic   d ata  was  co llected .   T h e   ip n   f ield   r ef er s   to   th e   "lo ca I n et wo r k o r   "lo ca I n u m b e r , wh ich   in d icate s   th e   lo ca I ad d r ess   o r   n etwo r k .   T h r asn   co lu m n   s tan d s   f o r   "r e m o te   au to n o m o u s   s y s tem   n u m b er   ( ASN )" ,   wh ich   id en tifie s   th n etwo r k   f r o m   w h ich   th e   tr af f ic  o r ig in ated .   A SN  r ep r esen ts   a   co llectio n   o f   n e two r k s   u n d er   th e   co n tr o l o f   s in g le  en tity ,   u s u a lly   an   in ter n et  s er v ice  p r o v id er   ( I SP ) .   T h F c o lu m n   s h o ws th n u m b e r   o f   f lo ws  o r   p ac k ets  in   th n etwo r k   tr af f ic.   T h y d ay   f ield   r ep r esen ts   th d ay   o f   th y ea r   ( e. g . ,   J an u ar y   1 =1 ,   Dec em b er   31= 3 6 5   o r   3 6 6   in   l ea p   y ea r s ) ,   wh ile  th wd a y   f ield   i n d icate s   th d ay   o f   t h wee k   ( e. g . ,   Mo n d ay =1 ,   Su n d ay = 7 ) .   Han d lin g   m is s in g   v alu es  in   th d ataset  in v o lv e s   d eletin g   th e   af f ec ted   r o ws  u s in g   th d r o p n a( )   f u n ctio n   with   t h in p lace = t r u p ar am eter .   T h is   en s u r es  th at  th d eletio n   is   p e r f o r m ed   d ir ec tly   o n   th e   D ataFr am with o u cr ea tin g   n ew  co p y .   Data   v is u aliza tio n   was  th en   p er f o r m e d   to   an aly ze   th tr en d s   b y   d is p lay in g   ten   lin g r ap h s ,   ea ch   d ep ictin g   th n u m b er   o f   f l o ws  ( F)  f r o m   ten   d if f er en lo c al  I ad d r ess es  ( ip 0   to   ip 9 )   o v er   tim ( y d a y ) .   T h es g r ap h s   wer cr ea ted   u s in g   m atp lo tlib . p y p l o t,  ar r an g i n g   th f ig u r es a n d   ax es in   f iv r o ws  an d   two   c o lu m n s .   h o r iz o n tal  lin e   was  ad d e d   to   ea ch   g r a p h ,   r ep r esen tin g   th m ea n   o f   p lu s   th r ee   tim es  its   s tan d ar d   d ev iatio n ,   s er v in g   as  an   u p p er   b o u n d   to   d etec p o ten tial   an o m alies  o r   o u tlier s   in   t h f l o d ata.   T h e   p u r p o s e   o f   t h i s   v is u a l i z a ti o n   w as   t o   o b s e r v e   t r e n d s   a n d   p at t e r n s   i n   t h e   n u m b e r   o f   f l o w s   f r o m   e a ch   l o c a l   I P   a d d r e s s   o v e r   t i m e ,   a n d   t h e   m o v i n g   a v e r a g e s   u s e d   t o   f a c i l i t at e   b e t t e r   v i s u al   r e a d i n g   i n   b u i l d i n g   m o d e l s ,   i d e n t i f y i n g   a n o m a l i es   b y   c o m p a r i n g   d a t a   p o i n t s   t o   t h e   m e a n   p l u s   t h r e e   s t a n d a r d   d e v i a t i o n s ,   an d   c o m p a r i n g   f l o w   p a t t e r n s   a m o n g   d i f f e r e n t   l o ca l   I P   a d d r e s s e s .   T h e   r es u lt s   o f   t h is   v i s u al i z at i o n   a r e   p r e s e n t e d   i n   F i g u r e   9 .   Fig u r 9   s h o ws  g r ee n   h o r izo n tal  lin o n   ea ch   i p   g r ap h   in d icatin g   a   p r e d eter m in ed   th r esh o ld   o r   u p p er   lim it  in d icate s   p r ed eter m in ed   th r esh o ld   o r   u p p e r   lim it.  Data   ab o v th is   lin ca n   b co n s id er ed   an   an o m aly   o r   o u tlier .   I f   s ee n   in   Fig u r 1 0   wh ich   d is p lay s   a   co m p ar is o n   o f   n etwo r k   tr af f ic   p atter n s   b etwe en   two   lo ca I ad d r ess es,  n am ely   L o ca I 1   to   L o ca I 9 .   tr af f ic  p atter n s   b etwe en   two   lo ca I ad d r ess es,  in     Fig u r 1 0   t h e   X - ax is   o f   b o th   g r ap h s   s h o ws  th d a y   o f   th e   y ea r   ( y d ay ) ,   wh ile  th e   Y - ax is   s h o ws  th n u m b e r   o f   f lo ws ( p o s s ib ly   th n u m b er   o f   d ata  p ac k ets o r   c o n n ec tio n s )   r ec o r d ed   o n   ea c h   I P a d d r ess .   I n ter p r etatio n   o f   Fig u r e   9   L o c al  I 1   s h o ws  r elativ ely   s tab le  tr af f ic   p atter n   b etwe en   d a y s   1 8 0   an d   2 1 0 ,   with   litt le  f lu ctu atio n .   s t ab le  b etwe en   d ay s   1 8 0   an d   2 1 0 ,   with   li ttle  f lu ctu atio n .   T h er is   s ig n if ican s p ik t r af f ic  s p ik ar o u n d   d a y   2 2 0 ,   f o llo wed   b y   s h ar p   d ec lin u n til  d ay   2 4 0 .   L o ca I 4   s h o ws  m o r u n s tab le  tr af f ic  p atter n   with   m an y   s p ik es  an d   s h ar p   d ec li n es  th r o u g h o u th o b s er v atio n   p er io d .   T h er a r e   s ev er al  clea r ly   v is ib le  tr af f ic   s p ik es,  esp ec ially   ar o u n d   y d a y   2 0 0 ,   2 2 5 ,   a n d   2 7 0 .   C o m p a r is o n   o f   th ese  two   g r ap h s   s h o ws  th at  L o ca l   I 4   h as   m o r e   v o latile  a n d   u n s tab l tr af f ic  t h an   L o ca I 1 .   T r af f ic  s p ik es  o n   L o ca l   I 4   ca n   i n d icate   u n u s u al   ac tiv ity ,   wh ich   ex ce ed s   th n o r m al  tr af f ic   th r esh o l d   s u ch   as   an o m al o u s   tr af f ic  attac k s   o r   B o t n et   ac tiv ity ,   o r   s ig n if ican ch a n g es  in   n etwo r k   u s ag b y   a p p ly in g   m o v in g   av er ag tech n i q u es  to   s m o o th   th d ata  an d   v is u alize   n etwo r k   tr af f ic  d ata  tr en d s .   v is u alize   n etwo r k   tr af f ic  d ata  tr en d s .   wh ich   is   u s ed   to   r ed u ce   n o is o r   r a n d o m   f l u ctu atio n s   in   d ata,   s o   th at   th g en er al  tr en d   o r   p atter n   o f   th e   d ata  is   m o r ea s i ly   s ee n .   th g e n er al  p atter n   o f   t h d ata  is   m o r ea s ily   s ee n .   Dete ctin g   lo n g - te r m   tr en d s   I d en tify in g   s ea s o n al  p atter n s   an d   m a k in g   it e asier   t o   p r ed ict  f u tu r t r af f ic.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.