I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   A u g u s t 2 0 2 6 ,   p p .   3 7 0 3 ~ 3 7 1 1   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 1 4 pp 3 7 0 3 - 3 7 1 1           3703     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Deep learni ng  int rusio n det e ction  f o r so ft wa re - d efin ed  networking   usi ng   sy nthet ic  mino rit y  ov ersa mpling       P ra j wa la s im ha   Sin du g a t t a   Na g a ra j a 1 ,  Na v y a   Ra j a s heka ra 2 ,  P us hp a   B a ng a lo re   Ra m esh 3 ,    Druv a   K um a r  Sid da ra j u 4 ,  Sa ntho s h   K um a r   Ra ma cha nd ra g o wda 4 ,  T rupti  Sh ripa d  T a g a re 4   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g   ( C y b e r   S e c u r i t y ) ,   S c h o o l   o f   En g i n e e r i n g ,   D a y a n a n d a   S a g a r   U n i v e r si t y ,     B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   S c h o o l   o f   E n g i n e e r i n g ,   D a y a n a n d a   S a g a r   U n i v e r si t y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   D a y a n a n d a   S a g a r   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   D a y a n a n d a   S a g a r   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   9 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma y   2 5 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J u l 9 ,   2 0 2 6       Th is  a rti c le  p ro p o se s  a n   a d v a n c e d   m e th o d   fo r  n e tw o rk   in tr u sio n   d e tec ti o n   u sin g   a   c o m b in a ti o n   o f  re c u rre n t   n e u ra l  n e two r k s  (RNN s),  sp e c ifi c a ll y   lo n g   sh o rt - term   m e m o ry   (LS T M ),   g a t e d   re c u rre n t  u n it s  (G RU),  a n d   b i d irec ti o n a l   lo n g   sh o rt - term   m e m o ry   (BiL S TM )  m o d e ls,  e n h a n c e d   b y   sy n th e ti c   m in o rit y   o v e rsa m p li n g   tec h n i q u e   ( S M OT E )   to   a d d re ss   c las s  imb a lan c e   i n   d a tas e ts  li k e   n e two r k   se c u rit y   la b o ra to r y – k n o wle d g e   d isc o v e ry   in   d a tab a se s   ( NSL - KDD ) .   Th e   m e th o d   a ims   to   a c c u ra tely   c las sify   n e two rk   traffic  b y   lea rn in g   tem p o ra l  p a tt e r n s  o f   b o th   n o r m a l  a n d   m a li c io u s   a c ti v it ies .   S M OTE  is   e m p lo y e d   t o   b a lan c e   th e   d a tas e t,   e n su rin g   th a t  u n d e rre p re se n ted   a t tac k   ty p e s   re c e iv e   a d e q u a te  m o d e l  a tt e n ti o n ,   th e re b y   imp r o v in g   m o d e l  r o b u stn e ss .   Th e   p ro p o se d   m o d e ls  (LS TM ,   G RU,  a n d   BiL S TM )  a re   train e d   a n d   e v a lu a ted   o n   th e   NSL - KD D  d a tas e t,   with   h y p e rp a ra m e ter  tu n i n g   p e rfo rm e d   th r o u g h   Ra n d o m ize d S e a rc h CV   fo r   o p ti m a l  p e rfo rm a n c e .   Th e   re su lt s   sh o w  a   sig n ifi c a n t   imp ro v e m e n t  in   a c c u ra c y ,   p re c isio n ,   re c a ll ,   a n d   F 1 - s c o re ,   with   BiL S TM   d e m o n stra ti n g   t h e   h i g h e st  p e rfo rm a n c e ,   a c h iev i n g   n e a r - p e rfe c t   c las sifica ti o n   re su lt s  (9 9 . 5 %   a c c u ra c y ).   Th is  m e th o d   n o t  o n l y   m it ig a tes   th e   issu e   o f  c las s  imb a lan c e   b u t   a lso   lev e ra g e s  th e   p o we r  o f   RNN s  fo r   se q u e n c e   m o d e li n g ,   o ffe ri n g   a   p r o m isin g   s o lu ti o n   f o r  e ffe c ti v e   in tr u sio n   d e tec ti o n   in   m o d e rn   n e two rk s.   K ey w o r d s :   Gate d   r ec u r r en t  u n its   I n tr u s i o n   d ete cti o n   R ec u r r en t n eu r al  n etwo r k s   R o b u s tn ess   Sy n th etic  m in o r ity   o v er s am p li n g   tech n iq u e   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 :   Pra jwalasim h a  Sin d u g atta  Nag ar aja   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g   ( C y b er   S ec u r ity ) ,  Sch o o l o f   E n g i n ee r in g   Day an an d a  Sag a r   Un iv er s ity   B en g alu r u ,   Kar n atak a,   I n d ia   E m ail: p r ajwa lasi m h a. s n 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N    As  th e  in ter n et  g ets  lar g er   a n d   lar g er   a n d   cy b er   attac k s   m o r e  s o p h is ticated ,   n etwo r k   s ec u r ity   i s   b ec o m in g   a  s ig n if ican t   is s u e  f o r   b o th   th e   p u b lic  an d   p r i v ate  s ec to r s .   T o   b e  ab le   to   d etec t  an d   d e f en d   ag ain s t   th ese  ev er - ch a n g in g   th r ea ts ,   c o m p u ter   n etwo r k s   m u s t  b e   m o n ito r ed   an d   p r o tecte d   u s in g   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s   ( I DS) .   B u t  o ld   d etec tio n   tech n iq u es  lik e  s ig n atu r e - b ased   an d   a n o m aly   d etec t io n   ar e  in ef f ec ti v e  ag ain s t  n o v el,   p o ly m o r p h ic ,   a n d   u n k n o w n   attac k s .   T o   o v er c o m e  th ese  d r awb ac k s ,   th e  ap p licatio n   o f   m ac h i n e  lear n in g   ( ML )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   m eth o d s   h as  s p r u n g   u p   as  a  p o ten tial  s o lu tio n .   Su ch   ad v an ce d   tech n iq u es  ar e   ab le   to   e x tr ac t   in tr icate   p atter n s   f r o m   d ata,   an d   a d ap tiv ely   r esp o n d   to   n e w  th r ea ts ,   m ak i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 7 0 3 - 3 7 1 1   3704   th em   p ar ticu lar ly   s u ited   to   th e  co n tex t  o f   s o f twar e - d ef i n ed   n etwo r k s   ( SDN) ,   in   w h ich   th e  n etwo r k   in f r astru ctu r e  is   p r o g r a m m ab l e  an d   ca n   b e  d y n am ically   m a n ag ed   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   R ec u r r en t  n eu r al  n etwo r k s   ( R NNs )   an d ,   m o r e  p a r ticu lar ly   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L STM )   n etwo r k s ,   h av e  b ee n   p r o m is in g   an d   u s ed   ef f ec tiv ely   in   in tr u s io n   d etec tio n .   L STM s   ar e  p ar ticu lar ly   s u itab le   f o r   s eq u en tial  d ata,   an d   in tr u s io n   d etec tio n   r elies  o n   th e  d etec tio n   o f   p atter n s   o v er   tim e.   Su ch   n etwo r k s   ca n   lear n   lo n g - te r m   d ep e n d en cies  an d   ar e  th u s   well  s u ited   to   d e tect  s u b tle  attac k s   th at  ar e  lik ely   to   o cc u r   o v er   a   lo n g er   tim ef r am e  [ 3 ] .   R ec en t  r esu lts   s h o wed   L STM s   ar e  ab le  to   ef f ec tiv el y   id en tif y   b o th   k n o w n   an d   u n k n o wn   n etwo r k   in tr u s io n s   [ 4 ] .   Fu r th e r ,   o th er   t y p es  o f   R NNs,  s u ch   as  g ated   r ec u r r en t   u n it  ( GR Us )   h av e  also   b ee n   u s ed   in   I DS  with   s im ilar   ad v an tag es  in   ter m s   o f   co m p u tatio n al  ef f icie n cy   an d   s im p licity     o v er   L STM s   [ 5 ] .   On e  o f   th e  m ajo r   d if f icu lties   in   th e  ap p licatio n   o f   R NN  b ased   m o d els  in   I DS  is   th e  p r o b lem   o f   class   im b alan ce .   T h is   is   esp ec ially   im p o r tan t  wh en   th er e  is   a  lar g e  im b alan ce   in   th e  am o u n t  o f   n o r m al  tr af f ic  an d   attac k   tr af f ic  in   t h e  d atab as e,   an d   t h e  attac k s   ar e  g en er ally   u n d e r - r ep r esen ted .   T h ese  d atasets   ar e  n o t   b alan ce d ,   wh ich   ca n   r esu lt  in   s k ewe d   m o d els  th at  f av o u r   th e  m ajo r ity   class   ( n o r m al  tr af f i c) ,   an d   n e g lect  th e  m in o r ity   class es  ( attac k s ) .   T o   ad d r ess   th is   p r o b lem ,   th er e  ar e  s ev er al  tech n iq u es  th at  ca n   b e  u tili ze d ,   s u ch   as  s y n th etic  m in o r ity   o v er s am p l in g   tech n iq u e   ( SMOT E ) .   SM OT E   cr ea tes  s y n th etic  s am p l es  f o r   t h e  m in o r ity   class ,   wh ich   h elp s   to   b alan ce   th e  s am p le  s et  an d   en h an ce s   th e  m o d el' s   p er f o r m an ce   in   d etec tin g   r ar e     attac k s   [ 6 ] .   SMOT E   o v er co m es  th e   im b alan ce d   p r o b lem   an d   im p r o v es  th e  r ep r esen tatio n   o f   m in o r ity   class es  s o   th at  th e  I DS   is   s tr o n g   to   d if f er en t k in d s   o f   attac k s .   B id ir ec tio n al  lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( B iLST M )   n etwo r k s   ca n   b e  u s ed   to   f u r th e r   im p r o v e   p er f o r m an ce   b esid es  ad d r ess in g   class   im b alan ce .   I n   a d d iti o n   to   o p er atin g   i n   a  f o r war d   d ir ec tio n ,   B iLST Ms   ca n   also   o p er ate  in   a  b ac k war d   d ir ec tio n ,   allo win g   th e  n etw o r k   to   lear n   a  r ich er   s et  o f   tem p o r al  r elatio n s h ip s .   T h is   ca n   b e   v er y   b en ef icial  in   I DS  b ec au s e  it  is   im p o r tan t   to   k n o w  th e   ch ar ac ter is tics   o f   b o th   cu r r en t  an d   f u tu r e  t r af f ic  t o   id en tif y   lo n g - r u n n in g   attac k   b eh a v io r s   th at   ca n   b e   im p lem en ted   o v er   a   tim e  r an g e  [ 7 ] .   T h e   p r o p o s ed   m eth o d   in   th e   co n te x t o f   I DS u s in g   B iLST M  an d   SMOT E   aim s   to :   −   Acc u r ate  an d   ef f ec tiv e  in tr u s i o n   d etec tio n :  u tili ze   B iLST M - SMOT E   f o r   ac cu r ate  d etec tio n   o f   k n o w n   an d   u n k n o w n   n etwo r k   in tr u s io n s   with   h ig h   p r ec is io n   an d   r ec all.   −   C las s   im b alan ce :  SMOT E   is   u s ed   to   cr ea te  s y n th etic  ex a m p les  o f   attac k   in s tan ce s   to   ad d r ess   class   im b alan ce   an d   en h a n ce   th e  m o d el' s   d etec tio n   o f   r ar e  attac k s .   −   R ea l - tim e  an d   s ca lab le  d etec ti o n :  th e  m o d el  s h o u ld   b e  ab le  to   r u n   in   r ea l - tim e  en v ir o n m e n ts ,   h an d lin g   lar g e  v o lu m es  o f   n etwo r k   tr a f f ic  wh ile  m ain tain in g   h ig h   d etec tio n   r ates.  Dete ctio n   m o d el  s h o u ld   b e   s ca lab le  an d   ab le  to   p r o ce s s   lar g e  v o lu m es  o f   n etwo r k   t r af f ic  in   r ea l - tim e  wh ile  m ain tain in g   h ig h   d etec tio n   r ates.   I n   th is   ar ticle,   a  n o v el  m eth o d   is   p r o p o s ed   to   co m b in e  th e   SMOT E - en h an ce d   R NN  m o d el s ,   s u ch   as  L STM ,   GR U  an d   B iLST M ,   f o r   n etwo r k   in tr u s io n   d etec tio n   in   SDN  en v ir o n m en t.  T h is   ap p r o ac h   u s es  SMOT E   f o r   d ata  b ala n cin g   a n d   is   ca p ab le  o f   lev er a g in g   t h e  p o wer   o f   R NNs  to   m o d el  te m p o r al  d e p en d e n cy   in   n etwo r k   tr af f ic,   o f f er s   a  co m p r eh e n s iv e  s o lu tio n   to   d etec t  a  wid e  v ar iety   o f   n etw o r k   in t r u s io n s .   T h e   m o d el' s   p er f o r m a n ce   is   test ed   with   th e   n etwo r k   s ec u r ity   lab o r ato r y – k n o wled g e  d is co v er y   i n   d atab ases     ( NSL - KDD )   d ataset,   ac h iev in g   th e  b est  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all  an d   F1 - s co r es  in   c o m p ar is o n   to   o th er   d atasets .   T h e  B iLST M   m o d el  is   f o u n d   t o   g iv e  h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y   i n   b o t h   th e  n o r m al  an d   attac k   class es   as  co m p ar ed   to   th e  co n v en tio n al  R NN  v ar ian ts .   B ased   o n   th e  r esu lts ,   it  ca n   b e  in f er r ed   th at  th e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   wo u l d   p r o v id e  a   s tr o n g   s y s tem   f o r   r e al - tim e  an d   a d ap tiv e   I DS  f o r   m o d e r n   n etwo r k s .   Mo r eo v er ,   o u r   g o al  is   to   em p h asize  th e  n ee d   f o r   u s in g   DL   m eth o d s   an d   o v er s am p lin g   ap p r o ac h es  to g eth e r   to   o v er co m e   d ata  im b alan ce   a n d   o th er   ch allen g es.  Ho wev er ,   with   an   in c r ea s in g   th r ea t  o f   cy b er - attac k ,   it  is   ess en tial  th at  I DS   ar e  m o r e  ad ap tab le,   ca n   p r o ce s s   co m p le x ,   lar g e - s ca le  d ata  an d   th at  th ey   ar e  h ig h ly   ac cu r ate   an d   p r ec is e  an d   r ec all  in   all  ty p es o f   attac k s .       2.   L I T E R AT U RE   SU RVE Y   W ith   th e  r ap id   d e v elo p m e n t   o f   n etwo r k   s ca le  a n d   c o m p lex ity ,   n etwo r k   i n tr u s io n   d et ec tio n   h as  b ec o m e  a   h o t  to p ic   f o r   r ese ar ch .   T r ad itio n al  s ig n atu r e - b ased   tech n iq u es   an d   a  b asic  an o m al y   d etec tio n   ap p r o ac h   h av e  p r o v en   to   b e  i n ef f ec tiv e  in   th e   d etec tio n   o f   n o v el  attac k   ty p es,  r esu ltin g   i n   an   in cr ea s e  o f   th e  u s e  o f   ML   an d   DL   tech n iq u es .   T h e  ad v an tag e  o f   th ese  m eth o d s   is   th at  th e  p atter n s   ar e  lea r n ed   au to m atica lly   f r o m   th e   d ata  an d   th e  m et h o d s   ad ap t  to   n ew  th r ea ts   wi th o u t  u s in g   p r e - d ef in ed   attac k   s ig n atu r es.  T h e   f o llo win g   is   a  b r ie f   o v e r v iew  o f   s o m e  im p o r tan t liter atu r e   in   th is   ar ea .   T r ad itio n al  I DS   m eth o d s   ar e  b ased   o n   p r ev io u s ly   k n o wn   a ttack   p atter n s ,   wh ich   ar e  o n ly   ef f ec tiv e  ag ain s t  k n o w n   attac k s .   B u t  th is   k in d   o f   s y s tem   h as  d if f icu lty   in   d etec tin g   n ew  ze r o - d ay   attac k s   an d   p o ly m o r p h ic   attac k s   th at   ch an g e  o v er   tim e.   An o m aly - b a s ed   m eth o d s ,   h o wev er ,   id en t if y   an o m alies  th at   d ev iate  f r o m   n o r m al  n etwo r k   p atter n s   b u t  f r eq u e n tly   p r o d u c e  m an y   f alse  p o s itiv es  b ec au s e  to d ay ' s   n etwo r k s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Dee p   lea r n in g   in tr u s io n   d etec tio n   fo r   s o ftw a r e - d efin ed   …  ( P r a jw a la s imh a   S in d u g a tta   N a g a r a ja )   3705   o p er ate  in   v ar y in g   m o d es.  C o n s eq u en tly ,   s u c h   tr ad itio n al   s tr ateg ies  ar e  b ec o m in g   in ef f ec tiv e  ag ain s t  th e  ad v an ce d   attac k s   [ 8 ] .   I n   v iew   o f   th e  d r awb ac k s   o f   c o n v e n t io n al  I DS,  r esear ch er s   h av e  t u r n ed   to   th e  u s e  o f   ML   tech n iq u es.  I n   i n tr u s io n   d etec tio n ,   c lass if icatio n   alg o r ith m s   s u ch   as  s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e s   ( SVM) ,   d ec is io n   t r ee s   ( DT ) ,   an d   r an d o m   f o r est s   ( R F)  ar e  wid ely   u s ed   b ec au s e  th ey   ar e  ef f ec tiv e  at  class if icatio n .   T h ese  m eth o d s ,   h o wev e r ,   d ep en d   o n   m a n u ally   d esig n e d   f ea t u r es,  an d   r esu lts   ar e  n o t a lway s   s ati s f ac to r y   wh en   wo r k in g   with   lar g e  an d   co m p l ex   d ata  s ets with   h ig h   n o n lin e ar ity   b etwe en   f ea tu r es  [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   I n   c o n t r a s t ,   D L   m o d e ls ,   p a r t i cu l a r l y   R NN s ,   a r e   s h o w i n g   a   lo t   o f   p r o m i s e   b e c a u s e   o f   t h e i r   c a p a c i t y   t o   p r o c e s s   s e q u e n t i a l   d a t a   a n d   i d en t i f y   l o n g - t e r m   d e p e n d e n c i e s .   A m o n g   t h e s e ,   L S T M   n e tw o r k s   a r e   w i d e l y   u s e d   i n   i n t r u s i o n   d e t e ct i o n   p r o b l e m s   wh e r e   t h e   a t t a c k s   a r e   te m p o r a l   p a t t e r n s ,   s u c h   a s   t r a f f i c   b u r s t s   an d   a t t a c k   s i g n at u r e s   th at  ch an g e  o v er   tim e   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   T h e   GR Us,  wh ich   ar e  a  v a r ian t  o f   R NNs,  also   h av e  s im ilar   ad v an tag es,  b u t   with   a  less er   n u m b er   o f   p a r am eter s ,   th u s   b ein g   also   m o r e  ec o n o m ical  in   ter m s   o f   co m p u tat io n   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   On e  o f   th e  g r ea test   d if f icu lties   en co u n ter e d   in   lear n in g   m o d e ls   f o r   ac cu r ate  in tr u s io n   d etec tio n   is   th e  class   im b alan ce   is s u e,   wh ich   o cc u r s   wh en   th e r e  is   a  h ig h   r atio   o f   attac k   v er s u s   n o r m al  tr af f ic.   T h is   d is p r o p o r tio n   ca n   d r asti ca lly   af f ec t  th e  m o d el' s   p er f o r m an ce   in   m in o r ity   class es  ( at tack s )   an d   h av e   a   s ig n if ican t  im p ac t  on   th e  m ajo r ity   class   ( n o r m al  tr af f ic) .   I n   r esp o n s e  to   th is ,   SMOT E   h as  b ee n   h ig h l y   u tili ze d .   T h e  SMOT E   alg o r ith m   is   d es ig n ed   to   ad d   s y n th etic  i n s tan ce s   to   th e  m in o r ity   class es,  th e r eb y   b alan cin g   th e   d ata  an d   e n h an cin g   th e  m o d el' s   p er f o r m a n ce   in   id e n tify in g   r ar e  attac k   ty p es  [ 1 5 ] .   T h e  p er f o r m an ce   o f   in tr u s io n   d etec tio n   h as  b ee n   f u r th er   en h an ce d   b y   r ec en t  d e v elo p m en ts   in   B iLST M  n etwo r k s .   B iL STM s   r ea d   s eq u en ce s   f o r war d   an d   b ac k war d ,   lear n in g   ab o u t  th e  co n tex t  n o t  o n l y   f r o m   th e  p r ev io u s   s eq u en ce   o f   tr af f ic,   b u t  also   th e  f u t u r e  o n e.   T h is   is   esp ec ially   u s ef u l  in   id en tify in g     ad v an ce d   attac k s   th at  co u ld   i n v o lv e  m u lti - s tep   ac tio n s   an d   m ay   b e   p er f o r m e d   at  d if f er e n t  tim es ,   an d   r eq u ir e   co n tex t  f r o m   p ast  an d   f u tu r e   n etwo r k   co n d itio n s .   B iLST Ms  h av e  b ee n   f o u n d   to   b e  s u p e r io r   to   co n v en tio n al  L STM   n etwo r k s   in   s ev er al  I DS  s ce n ar io s   b ec au s e  th ey   ar e  b etter   ab le  to   ca p tu r e  t h e  tem p o r al  p atter n s   in   n etwo r k   tr af f ic  [ 1 6 ] .   So m e  s tu d ies  h av e   ex am i n e d   th e   ef f ec tiv en ess   o f   th e   ML   an d   DL - b ased   m o d els  o f   I DS  u s in g   b en ch m ar k   d atasets   s u ch   as  K DD  C u p   9 9 ,   NSL - KDD,   an d   C I C - I DS2 0 1 7 .   A  p o p u lar   d ata s et  to   test   a  n etwo r k   I DS   is   th e  NSL - KDD  d ataset,   wh ich   co n tain s   a  co m p lete  s et  o f   n o r m al  an d   attac k   tr af f i c  s am p les.  On   th ese  d atasets ,   DL   m o d els  s u ch   as  L STM   an d   B iLST M  h av e  b e en   f o u n d   to   b e  m o r e  ac c u r ate ,   p r ec is e,   an d   r ec all   an d   F1 - s co r e  th a n   tr ad itio n al   ap p r o ac h es.  E v en   th ese  m o d els  h av e  p r o b lem s   o f   o v er f i ttin g   an d   d em a n d   a   s u b s tan tial a m o u n t o f   lab elled   d ata  [ 1 7 ] .   I n   r ec e n t  y ea r s ,   h y b r id   m eth o d s   th at  co m b in e   a  s et  o f   ML   alg o r ith m s   with   en s em b le  m e th o d s   h a v e  b ee n   p o p u lar   to   en h an ce   th e  r o b u s tn ess   an d   ac cu r ac y   o f   I D S.  A  co m b in atio n   o f   C NN  wit h   L STM   o r   GR U  h as   also   b ee n   r ec o g n ized   as  a   h i g h ly   ef f ec tiv e   ap p r o ac h ;   ap ar t  f r o m   C NN,   wh ich   is   g o o d   at  ex tr ac tin g   s p atial   f ea tu r es,  R NN  is   ca p ab le   o f   c ap tu r in g   tem p o r al  f ea t u r es.  T h eir   f u s ed   m eth o d   was  r ep o r t ed   to   b e   ca p ab le   o f   h av in g   h i g h er   d etec tio n   p er f o r m an ce   n o t  o n ly   f o r   th e  k n o wn   attac k s   b u t  also   f o r   th e  u n k n o wn   o n es  with   a  lo wer   f alse  p o s itiv e  r ate  [ 1 8 ] .   R ec en t  s tu d ies  h av e  also   ex p lo r ed   atten tio n - en h a n ce d   B iLST M  n etwo r k s ,   ad ap tiv e  o v er s am p lin g   s tr ateg ies,  an d   h y b r id   DL   ar ch it ec tu r es  f o r   in tr u s io n   d etec tio n ,   d em o n s tr atin g   im p r o v e d   r o b u s tn ess   ag ain s t e v o lv in g   cy b er   th r ea ts   [ 1 9 ] – [ 2 3 ] .   T h is   r ev iew  o n   th e  liter atu r e  p r esen ts   a  co m p r e h en s iv e  s u r v ey   o f   t h e  cu r r en t  r esear ch   p r o g r ess   in   n etwo r k   in tr u s io n   d etec tio n   b ased   o n   ML   an d   DL   m eth o d s .   I t  h ig h lig h ts   th e  d is ad v an t ag es  o f   r ely in g   o n   tr ad itio n al  I DS  s y s tem s ,   th e  p o s s ib ilit y   o f   u tili zin g   m o r e  ad v a n ce d   m eth o d s   lik e  R NNs,  L STM s ,     an d   B iLST Ms,  an d   th e  im p o r tan ce   o f   ad d r ess in g   p r o b lem s   s u ch   as  class   im b alan ce   th r o u g h   m eth o d s   lik e   SMOT E .   Fu r th er m o r e,   it  illu s tr ates  th e  ev o lu tio n   o f   th e  u s e  o f   m o r e  th a n   o n e  ML   m o d el  to   en h an ce   th e   d etec tio n   p er f o r m a n ce .       3.   P RO P O SE D  M E T H O D   3 . 1 .     Da t a   prepro ce s s ing   s t ep s   Data   p r ep r o ce s s in g   is   a   cr itica l  p h ase  i n   ML   th at  t r an s f o r m s   r aw  d ata   in to   a  clea n   an d   s u ita b le  f o r m at  f o r   m o d el  tr ain in g .   I n   th is   s tu d y ,   th e  d ataset  u n d er g o es  two   p r im ar y   p r e p r o ce s s in g   tech n iq u es:  f ea tu r e   n o r m aliza tio n   an d   tar g et  la b el   en co d i n g .   T h ese  s tep s   en s u r e   th at  th e   in p u t   f ea tu r es  a r e  o n   a  co m p a r ab le  s ca le   an d   th at   th e  ca teg o r ical  tar g et  v ar iab les  ar e  p r o p er ly   f o r m att ed   to   m ee t  th e   co m p u tatio n al  r eq u ir em e n ts   o f   t h e   alg o r ith m .   i)   No r m aliza tio n   ( m in - m ax   s ca lin g ) :  th e  Min Ma x Scaler   is   u s ed   to   s ca le  f ea tu r es  in to   th e  r an g e  [ 0 , 1 ] .   T h is   en s u r es  th at  all  f ea tu r es  co n tr ib u te  eq u ally   to   th e  lear n in g   p r o ce s s   an d   p r ev en ts   d o m in a n ce   b y   f ea tu r es   with   lar g er   m ag n itu d es   ( 1 ) .     ′ = − −   ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 7 0 3 - 3 7 1 1   3706   W h er e     is   o r ig in al  f ea tu r e   v alu e ,    is   m in im u m   v al u e  o f   th e  f e atu r e ,     is   m ax im u m   v alu e  o f   th e  f ea tu r e ,   an d   ′   is   n o r m alize d   f ea tu r e  v alu e .   ii)   L ab el  en co d in g :  la b els  ar e  e n co d ed   in to   n u m e r ical  v alu es   u s in g   th e   L ab elE n c o d er   f r o m   th e  Sk lear n   lib r ar y   as  in   ( 2 ) .   E ac h   u n i q u e  class   lab el  in     is   m ap p ed   to   an   in teg er ,   m ak in g   it  s u itab le  f o r   m o d els  th at  r eq u ir e  n u m er ical  in p u t  f o r   t ar g et  lab els.   W h er e    is   o r ig in al  class   lab els  ( ca teg o r ical) ,      is   en co d ed   class   lab els ( n u m er ic al) .      =      ( )   ( 2 )     3 . 2 .     Sy nthet ic  m ino rit y   o v er s a m pli ng   t ec hn iqu e   Un lik e  a  s im p le   d u p licatio n   o f   m in o r ity   class   ex am p les,  S MO T E   s o lv es  th e  is s u e  o f   class   im b alan ce   b y   s y n t h esizin g   m in o r ity   clas s   ex am p les.  I t  w o r k s   b y   p ick i n g   a   s am p le  f r o m   m in o r ity   cl ass   an d   f in d i n g   t h e    k - n ea r est  n eig h b o r s   o f   it.  A  r an d o m   n eig h b o r   is   s elec ted   an d   a  s y n th etic  s am p le  is   p r o d u ce d   alo n g   a  lin e   s eg m en t  b etwe en   th e  o r ig in al  s am p le  an d   its   n eig h b o r .   A  r a n d o m   n u m b er   λ ,   b etwe en   0   a n d   1   d eter m in es  th e   p o s itio n   o f   th e  s y n th etic  s am p le.   T h is   is   d o n e  u n til  th e  d esire d   n u m b er   o f   s am p les  is   g en e r ated   f o r   s y n th etic   d ata,   th e  d ataset  will  b e  b alan ce d ,   an d   t h e  m o d el  will  b e   b etter   at  g en er alizin g   with o u t  o v er f itti n g .   R aw  n etwo r k   tr af f ic  d ata  is   th en   n o r m alize d   b etwe en   0   an d   1   with   m in – m ax   n o r m aliza tio n ,   s u ch   th at  th e   co n tr ib u tio n   o f   th e  f ea tu r es  is   u n if o r m   wh ile  tr ai n in g   t h e  m o d el.   L a b el  en co d in g   co n v e r ts   ca teg o r ical  class   lab els  in to   n u m b e r s .   T o   o v er c o m e  th e  p r o b lem   o f   class   im b alan ce ,   SMOT E   is   u s ed   o n ly   o n   th e  tr ain i n g   s et   th u s   p r ev en tin g   d ata  leak ag e   is s u e.   T h e  n u m b er   o f   n ea r e s t  n eig h b o u r s   k   was  ch o s en   as  5 ,   b ased   o n   th e   p r elim in ar y   v alid atio n   e x p er i m en ts   as  well  as  s tan d ar d   I DS  liter atu r e.   Ov er s am p lin g   was  d o n e  f o r   m in o r   class es to   o b tain   a  n ea r   b alan c ed   class .   T o   ac h iev e  r e p r o d u ci b ilit y   a  f ix ed   r an d o m   s ee d   was u s ed .   T o   im p r o v e  th e  r ep r o d u ci b ilit y   an d   im p lem en tatio n   clar i ty   o f   th e  p r o p o s ed   in tr u s io n   d etec tio n   f r am ewo r k ,   th e  c o m p lete  co m p u tatio n al  wo r k f lo w  is   p r es en ted   u s in g   al g o r ith m ic  p s eu d o co d e .   Alg o r ith m   1   d escr ib es  th e  SMOT E - b ased   m in o r ity   class   o v e r s am p lin g   p r o ce d u r e ,   wh ile  Alg o r ith m   2   p r esen ts   th e    u n if ied   tr ain in g   p r o ce d u r e  f o r   th e  L STM ,   GR U,   an d   B iLST M  ar ch itectu r es.  T h ese  alg o r ith m s   p r o v id e  a   co n cise  d escr ip tio n   o f   th e   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   a n d   f ac ilit ate  f u tu r e  im p lem en tatio n   an d   c o m p ar is o n   b y   o th er   r esear ch e r s .     Alg o r ith m   1 .   Ps eu d o co d e   o f   S MO T E - b ased   m in o r it y   class   o v er s am p lin g   INPUT: Dataset D, minority class samples M, oversampling ratio r, number of neighbors k   OUTPUT: Augmented dataset with synthetic samples     SET S = empty set   num_synthetic_samples = r * |M|     FOR each sample xi in M:        neighbors = find_k_nearest_neighbors(xi, M, k)        FOR n samples in neighbors:            SELECT xj randomly from neighbors            λ = random(0, 1)  # Generate a random value between 0 and 1            x_new = xi + λ * (xj  -   xi)            ADD x_new to S        END FOR   END FOR     RETURN D + S     Alg o r ith m   2 .  Ps eu d o co d e   o f   u n if ied   DL   tr ain in g   p r o ce d u r e  f o r   L STM ,   GR U ,   an d   B iLST M   INPUT: Sequence X = {x1, x2, ..., xT}, model_type ("LSTM", "GRU", "BiLSTM")   OUTPUT: Final hidden state(s) h_final     INITIALIZE:        h0 = initial_hidden_state  # Initialize hidden state        IF model_type == "LSTM" OR model_type == "BiLSTM":            C0 = initial_cell_state  # Initialize cell state     IF model_type == "LSTM":        FOR t = 1 to T:  # Iterate over sequence            ft = sigmoid(Wf   * [ht - 1, xt] + bf)  # Forget gate            it = sigmoid(Wi * [ht - 1, xt] + bi)  # Input gate            Ct_candidate = tanh(WC * [ht - 1, xt] + bC)  # Candidate cell state            Ct = ft * Ct - 1 + it * Ct_candidate  # Update cell state            ot = sigmoid(Wo * [ht - 1, xt] + bo)  # Output gate            ht = ot * tanh(Ct)  # Update hidden state        END FOR   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Dee p   lea r n in g   in tr u s io n   d etec tio n   fo r   s o ftw a r e - d efin ed   …  ( P r a jw a la s imh a   S in d u g a tta   N a g a r a ja )   3707        h_final = ht     ELSE IF model_type == "GRU":        FOR t = 1 to T:  # Iterate over sequence            zt = sigmoid(Wz * [ht - 1, xt] + bz)  # Update gate            rt = sigmoid(Wr * [ht - 1, xt] + br)  # Reset gate            ht_candidate = tanh(Wh * [rt * ht - 1, xt] + bh)  # Candidate hidden state            ht = (1  -   zt) * ht - 1 + zt * ht_candidate  # Update hidden state        END FOR        h_final = ht     ELSE IF model_type == "BiLSTM":        # Forward LSTM        INITIALIZE h0_f, C0_f  # Initialize forward hidden and cell states        FOR t = 1 to T:            Compute ht_f using LSTM equations for forward direction        END FOR               # Backward LSTM        INITIALIZE h0_b, C0_b  # Initialize backward hidden and cell states        FOR t = T to 1:            Compute ht_b using LSTM equations for backward direction        END FOR               # Combine Forward and Backward Outputs        FOR t = 1 to T:            h_combined_t = concatenate(ht_f, ht_b)  # Combine forward and backward states        END FOR        h_final = h_combined_t     RETURN h_final     3 . 3 .     Rec urre nt  neura l net wo rk s   R NNs  ar e  d esig n ed   t o   p r o c ess   s eq u en tial  d ata  b y   u s in g   a   h id d e n   s tate  to   r etain   i n f o r m atio n     f r o m   p r ev i o u s   s tep s .   T h ese  m o d els  o f ten   f ac e   ch allen g e s   s u ch   as  v an is h in g   g r ad ien ts   an d   d if f icu lties     with   lo n g - ter m   d ep e n d en cie s .   T o   r eso lv e  th ese  is s u es,   v ar ian ts   lik e  L STM ,   G R U ,   an d   B iLST M  ar e    co m m o n l y   u tili ze d .   T h e  p r o p o s ed   in tr u s io n   d ete ctio n   f r am ewo r k   f ir s t  p r e p r o ce s s es  th e  NSL - KDD  d atase t  th r o u g h   n o r m aliza tio n   an d   lab el  en co d in g .   SMOT E   is   th en   ap p lied   ex clu s iv ely   to   th e  tr ain in g   d ataset  to   b alan ce   m in o r ity   attac k   class es with o u t in tr o d u cin g   d ata  leak ag e.   T h e  b alan ce d   d ata  ar e  s u b s eq u e n tly   u s ed   f o r   tr ain in g   th e  s elec ted   R NN   ar ch itectu r e   ( L STM ,   GR U,   o r   B iLST M) .   Hy p er p ar a m eter   o p tim izatio n   is   p er f o r m ed   u s in g   R an d o m ized Sear ch C V,   wh ile   ea r ly   s to p p in g   p r e v en ts   o v e r f itti n g .   Fin ally ,   th e  tr ain e d   m o d el  is   ev alu ate d   u s in g   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e.     3 . 4 .     E a rly   s t o pp ing   E ar ly   s to p p i n g   p r ev en ts   o v er f i ttin g   b y   h altin g   tr ain in g   wh en   th e  v alid atio n   lo s s   s to p s   im p r o v in g   f o r   a   s p ec if ied   n u m b er   o f   ep o c h s   ( ) :        (                           ℎ )   ℎ         ]     T h is   en s u r es  th e  m o d el  is   tr ain ed   u p   t o   th e  o p tim al  p o i n t  o f   g e n er aliza tio n   wh ile  s a v in g   co m p u tatio n al   r eso u r ce s .   T h e  NSL - KDD  d ataset  was   d iv id ed   in to   7 0 %  tr ain in g ,   1 5 %  v alid atio n ,   an d   1 5 %  test in g   s ets.  T h e  v alid atio n   s et  was  u s ed   ex cl u s iv ely   f o r   h y p e r p ar am ete r   tu n in g   an d   ea r ly   s to p p in g   d ec is io n s .   Hy p er p a r am eter   tu n in g   was  p er f o r m e d   u s in g   R an d o m ized Sear ch C V  with   5 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   o n   th e  tr ain in g   d ata.   T h e  ex p lo r ed   h y p er p ar am eter   r a n g es  ar e  s u m m ar ized   in   T ab le  1 .   E ar ly   s to p p in g   with   a  p atien ce   o f   1 0   ep o ch s   was  em p lo y ed   to   p r ev e n t  o v e r f itti n g .   T r ai n in g   was  c o n d u cted   o f f lin e,   wh ile  in f e r en ce   wa s   ev alu ated   o n   th e     h eld - o u t te s t set.       T ab le  1 .   Hy p er p ar a m eter   s ea r ch   s p ac e   P a r a me t e r   V a l u e s   H i d d e n   u n i t s   {6 4 ,   1 2 8 ,   2 5 6 }   Le a r n i n g   r a t e   {0 . 0 0 1 ,   0 . 0 0 0 5 ,   0 . 0 0 0 1 }   B a t c h   si z e   {3 2 ,   6 4 ,   1 2 8 }   D r o p o u t   r a t e   {0 . 2 ,   0 . 3 ,   0 . 5 }   O p t i mi z e r   A d a m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 7 0 3 - 3 7 1 1   3708   4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h e  p r o p o s ed   tech n iq u e   was  test ed   o n   th e  NSL - KDD  d ataset  f o r   in tr u s io n   d etec tio n   ex p er im en ts ,   an d   th e  m etr ics  lik e  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all ,   an d   F1 - s co r e  wer e  ca lcu lated   to   ev alu ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  tech n iq u e.   Fo r   r ef er en ce ,   T ab le  2   d escr ib es  v ar io u s   m o d els  an d   m eth o d s   in   th e  co n tex t  o f   I DS  b ased   o n   th e  f o u r   p er f o r m a n ce   p ar am e ter s :  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e.   T h ese  m etr ics  ar e  es s en tial  to   ev alu ate  th e   p o ten tial  o f   m o d els  in   d etec tin g   tr u e   p o s i tiv e  ca s es  wh ile  m in im izin g   th e  g en er atio n   o f     f alse p o s itiv es  [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .       T ab le  2 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   in tr u s io n   d etec tio n   m o d els b ased   o n   k ey   m etr ics   M o d e l / met h o d   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   P r o p o se d   B i LS TM   +   S M O TE   9 9 . 1 2   9 8 . 9 5   9 9 . 0 5   9 8 . 9 6   Tr a d i t i o n a l   LS TM - b a s e d   I D S   9 7 . 8 0   9 7 . 6 0   9 7 . 7 0   9 7 . 6 5   G R U - b a s e d   mo d e l   9 6 . 5 0   9 6 . 4 0   9 6 . 3 0   9 6 . 3 5   RF   ( b a se l i n e )   9 2 . 0 0   9 1 . 8 0   9 1 . 9 0   9 1 . 8 5   N a ï v e   B a y e s   I D S   8 5 . 0 0   8 3 . 7 0   8 4 . 5 0   8 4 . 1 0       T h e  p r o p o s ed   B iLST M   +  SMOT E   m o d el  i n   th is   wo r k   s h o ws  o u ts tan d in g   ac c u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all   an d   F1 - s co r e   m ea s u r e,   wh ic h   ar e  9 9 . 1 2 %,   9 8 . 9 5 %,  9 9 . 0 5 %,   an d   9 8 . 9 6 % ,   r esp ec tiv ely .   T h e  r esu lts   u n d er lin e   th e  r o b u s tn ess   an d   e f f ec tiv e n ess   o f   th e   m o d el  to   ac cu r ately   d etec t  in tr u s io n s   ev en   in   th e   p r esen ce   o f     h ig h - class   im b alan ce s .   Su c h   co m b i n atio n   as   B iLST M  with   SMOT E   ca n   g iv e  DL   p o wer f u l  s eq u e n ce   m o d elin g   f ea t u r es,  an d   it  also   ca n   b e  a  g o o d   s o lu tio n   f o r   th e   "a ttack "  s am p les  b ein g   less   in   in tr u s io n   d etec tio n   d atasets .   T h e  v er y   p r ec is e  r es u lt  s h o ws  th e  m o d el   is   r ea lly   g o o d   at   d ec r ea s in g   f alse  p o s itiv es,  an d   t h e  h i g h   r ec all  m ea n s   it  is   ca p ab le  o f   d etec tin g   tr u e  in tr u s io n   ca s es  q u ite  well.   T h e  h ar m o n ized   F1 - s co r e  u n d er li n es  th e   all - ar o u n d   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess   o f   th e  m o d el.   T h e  tr ad itio n al  L STM - b ased   I DS  is   a  s tan d ar d   DL - b ased   I DS  wh ich   h as  an   ac cu r ac y   o f   9 7 . 8 0 %,  a  p r ec is io n   o f   9 7 . 6 0 %,  a   r ec all   o f   9 7 . 7 0 %,  an d   a n   F1 - s co r e  o f   9 7 . 6 5 %.   T h is   m et h o d   wo r k s   well  o n   all  m etr ics,  b u t  n o t   as  g o o d   as  th e  p r o p o s ed   B iLST M  +  SMOT E   m o d el.   Su ch   a  d i f f er en ce   is   d u e  t o   th e  f ac t  t h at  th e   tr ad itio n al  L STM   m o d el  d o es  n o t  em p lo y   ad v an ce d   d a ta - b alan cin g   tech n iq u es,  wh i ch   r esu lts   in   less   ef f ec tiv en ess   in   d ata  im b alan ce d   d atasets .   Mo r e o v er ,   th e   b id ir ec tio n al  m ec h an is m   o f   th e   B iLST M   s tr u ctu r e   allo ws th e  p r o p o s ed   m o d el  to   in clu d e  p ast an d   f u tu r e  tim e  m em o r y ,   wh ich   f u r th er   im p r o v e s   th e  g en er aliza tio n   ca p ab ilit ies  o f   th e  m o d el  wh en   co m p ar ed   to   th e  u n i d ir ec tio n al  L STM .   T h e  GR U - b ased   m o d el  ac h iev es  an   ac cu r ac y   o f   9 6 . 5 0 %,  a  p r ec is io n   o f   9 6 . 4 0 %,  a  r ec all  o f   9 6 . 3 0 %,  an d   an   F1 - s co r e  o f   9 6 . 3 5 %.  GR U   h as  b ee n   k n o wn   f o r   its   co m p u tatio n al  ef f icien cy   an d   its   s im p le  ar ch itectu r e  wh en   co m p ar e d   to   L STM ,   b u t  it  d o esn ' t   ca p tu r e  lo n g   ter m   d ep en d en ce   in   s eq u en tial  d ata  as  well.   T h is   is   ev id en t  f r o m   th e  lo wer   m etr ics  o f   th e  GR U   m o d el  wh e n   co m p ar ed   with   L STM - b ased   m o d els.  Ho we v er ,   it  is   s till   a  co m p etitiv e  ap p r o ac h ,   esp ec ially   in   ca s es with   lim ited   co m p u tatio n al  ca p ac ity .   T h e  b aselin e   m o d el   in   RF   h as  an   ac cu r ac y   o f   9 2 . 0 0 %,  a   p r ec is io n   o f   9 1 . 8 0 %,  a  r ec all   o f   9 1 . 9 0 %,  an d   an   F1 - s co r e  o f   9 1 . 8 5 %.  T h is   m o d el  is   a  ty p ical  ML   m o d el  th at  h as  b ee n   a p p lied   in   I DS  b ec au s e  o f   its   en s em b le  lear n in g   n atu r e  an d   r esis tan ce   to   o v er f itti n g .   B u t   it  h as  b ee n   f o u n d   to   b e  less   ef f ec tiv e  th an   DL   m o d els,  wh ich   in d icate s   th at   it  m ay   b e   less   s u itab le  f o r   co m p le x   an d   h ig h - d im en s io n al  n etwo r k   d at a   p r o ce s s in g .   RF   h as  d if f icu lties   d is ce r n in g   tem p o r al  a n d   s eq u en tial  p atter n s   in   d ata  th at  ar e  im p o r tan t  f o r   th e   ac cu r ate  d etec tio n   o f   d y n a m ic  an d   ev o lv in g   in tr u s io n   p att er n s .   T h e   n aïv e   B ay es  I DS  m o d el  h as  th e   lo west   ac cu r ac y   o f   8 5 . 0 0 %,  th e  lo we s t  p r ec is io n   o f   8 3 . 7 0 %,  th e  lo west  r ec all  o f   8 4 . 5 0 % ,   an d   th e  lo west  F1 - s co r e  o f   8 4 . 1 0 %   in   t h e  co m p ar is o n .   T h e  n aïv e   B ay es  class if ier ' s   s i m p licity   in   m ak in g   its   ass u m p tio n s ,   s u ch   as   f ea tu r e   in d ep en d en ce ,   m ak es  it   less   ef f ec tiv e  in   ca p tu r in g   th e   co m p lex   r elatio n s h ip s   b etwe en   f ea tu r es  in   n etwo r k   tr af f ic  d ata.   T h is   lead s   to   a  h ig h   f alse  p o s itiv e  an d   f alse  n eg ativ e  r ate  an d   is   th er ef o r e  l ess   ap p r o p r iate  f o r   to d ay ' s   in tr u s io n   d etec tio n   a p p licatio n s   wh ich   r e q u ir e  h i g h   p r ec is io n   a n d   r ec all.   T h e   tab le  h ig h lig h ts   th e   im p o r tan t   b en ef it   o f   DL   m eth o d s   co m p ar e d   to   tr ad itio n al  ML   m o d els  w h en   u s in g   d ata - b alan cin g   m eth o d s   s u ch   as  SMOT E   to   im p r o v e   p er f o r m a n ce .   T h e  p r o p o s ed   m o d el  B iLST M  +  SMOT E   is   th e  b est  in   co m p ar is o n ,   with   its   ab il ity   to   ef f ec tiv ely   ca p tu r e  th e  tem p o r al  d ep e n d en cy ,   o v er co m e  class   im b alan ce ,   an d   ac h iev e   s ig n if ican t  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e .   T h e  im p r o v em e n t  o v er   t h e  co n v e n tio n al  L STM   an d   GR U  m o d els  u n d er s co r es  th e  s ig n if ican ce   o f   a r ch itectu r al  en h an ce m en ts   an d   p r e p r o ce s s in g   m eth o d s   in   in tr u s io n   d etec tio n .     i)   Scalab ilit y   an d   r ea l - tim e  f ea s ib ilit y :  wh ile  tr ain in g   is   m o r e   ex p e n s iv e  f o r   B iLST M   m o d els,  in f er en ce   laten cy   is   s till   ac ce p tab le,   f itti n g   th e  p ar ad ig m   to   b e  d e p lo y ed   at  th e   SDN  co n tr o ller   le v el  in   n ea r - r ea l   tim e.   T r ain in g   is   d o n e  o f f lin e ,   an d   r ea l - tim e  in f er en ce   ca n   b e  ad d e d   to   ce n tr alize d   SDN  m o n ito r i n g   s y s tem s .   C o m p r ess io n   o f   th e  m o d el  o r   in f er e n ce   u s in g   e d g e s   co u ld   b e  a n   ex ten s io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Dee p   lea r n in g   in tr u s io n   d etec tio n   fo r   s o ftw a r e - d efin ed   …  ( P r a jw a la s imh a   S in d u g a tta   N a g a r a ja )   3709   ii)   Data s et  lim itat io n s   an d   co n ce p t  d r if t:   NSL - KDD  allo ws  f o r   a  f air   co m p ar is o n   with   p r ev io u s   wo r k ,   b u t  it   d o esn ' t  ac cu r ately   r ep r esen t  t h e  b eh av io r   o f   to d a y ' s   n etwo r k s .   I n   r ea l - wo r ld   tr af f ic,   co n ce p t  d r if t  o cc u r s   f r o m   ch a n g es in   attac k   s tr ateg i es a n d   u s er ' s   b eh av io r .   T h is   m u s t b e  s u s tain ed   th r o u g h   p er i o d ic  r etr ain in g ,   on - lin e  ed u ca tio n   o r   b y   d r i f t d etec tio n .       5.   CO NCLU SI O N   T h e  p r o p o s ed   I DS  b ased   o n   B iLST M   an d   SMOT E   s h o we d   ex ce llen t  r esu lts   in   d etec tin g   n etwo r k   in tr u s io n s   in   th e  NSL - KDD  d ataset,   wh ich   is   a  class - im b alan ce d   d ataset.   T h e  m eth o d   h as  an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 1 2 %,  a  p r ec is io n   o f   9 8 . 9 5 %,  a  r ec all  o f   9 9 . 0 5 %,  an d   an   F1 - s co r e  o f   9 8 . 9 6 %  wh ich   o u t p er f o r m s   tr ad itio n al   m eth o d s   s u ch   as  RF   an d   GR U - b ased   m eth o d s .   B iLST M  s   h av e  s u b s tan tially   im p r o v ed   t h e  m o d el' s   ab ilit y   to   lear n   co m p lex   tem p o r al  d y n a m ics  in   n etwo r k   tr a f f ic,   wh i ch   is   a  k ey   elem e n t  in   th e   c o n tex t  o f   in tr u s io n   d etec tio n   in   s eq u en tial  d ata.   T h e  u s e  o f   SMOT E   p lay ed   a  k e y   r o le   to   r eso lv e  t h e  im b alan c e  o f   attac k   class es,  m o r e  r ep r esen tativ e  o f   m in o r i ty   class es  wh en   tr ain in g ,   an d   p r ev en ted   f alse  n eg ativ e  er r o r s   f r o m   o cc u r r in g .   T h e  m o d el  is   o u tp er f o r m i n g ,   b u t  r eq u ir es  a  lo t  o f   co m p u ta tio n al  r eso u r ce s   to   b e  d e p lo y ed   in   th e   r eso u r c e   co n s tr ain ed   e n v ir o n m en ts .   A d d itio n ally ,   alth o u g h   it  h as  b ee n   r ig o r o u s ly   test ed   u s in g   th e   NSL - KDD  d ataset,   th er e  is   a   n ee d   to   f u r t h er   test   i ts   ad ap tab ilit y   with   r eg ar d s   to   m o d e r n   cy b e r   th r ea ts   o n   co n t em p o r ar y   d atasets .   T o   s u m m ar ize,   th is   I DS  ap p e ar s   to   b e  o n e  o f   th e  m ajo r   s o lu tio n s   in   n etwo r k   s ec u r ity ,   e s p ec ially   f o r   SDNs   an d   th e  latest  DL   tech n o lo g ie s   an d   p o wer f u l  p r e - p r o ce s s in g   ca p ab ilit ies.  Fu tu r e  d ir ec tio n s   will  in v o lv e  th e  r ea l - tim e  d ep lo y m en t,  f u r th e r   test in g   with   a  lar g er   d ataset,   an d   co m b in in g   th e  h y b r id   m o d els  with   atten tio n   m ec h an is m s   f o r   en h an ce d   ad ap tab ilit y   an d   d etec tio n   ca p a b ilit ies.  T h e  f in d in g s   o f   t h is   r esear ch   s h o w   th at  B iLST M  m o d els ca n   b e  a  v ita l c o m p o n en t o f   th e  f u tu r e  o f   c y b er s ec u r ity   f r am ewo r k s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   We   h av e   not   r ec eiv e d   f u n d in g   f o r   th is   wo r k   f r o m   an y   g o v er n m en t   an d   non - g o v er n m e n t   o r g a n i z a t i o n s .   T h is   is   a   s elf - f u n d ed   r esear ch   w o r k .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Pra jwalasim h a  Sin d u g atta  Nag ar aja   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   Nav y a  R ajash ek ar a            ✓         ✓   ✓   ✓       ✓   Pu s h p a  B an g alo r e  R am esh           ✓         ✓   ✓   ✓       ✓   Dr u v a  Ku m ar   Sid d ar aju           ✓         ✓   ✓   ✓       ✓   San th o s h   Ku m ar   R am ac h an d r ag o wd a           ✓         ✓   ✓   ✓       ✓   T r u p ti Sh r ip a d   T ag ar e             ✓         ✓   ✓   ✓       ✓     C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E D  CO NS E N T   W e  h av e  o b tain ed   in f o r m ed   c o n s en t f r o m   all  in d iv id u als in c lu d ed   in   t h is   s tu d y .       I NF O RM E D  CO NS E N T   T h is   s ec tio n   n o t  ap p licab le,   as  th is   s tu d y   d id   n o t  in v o lv e  h u m an   p ar ticip a n ts   o r   p er s o n ally   id en tifia b le  in f o r m atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,   Au g u s t 2 0 2 6 :   3 7 0 3 - 3 7 1 1   3710   E T H I CAL AP P RO V AL   T h is   s ec tio n   n o t  ap p licab le,   a s   th is   s tu d y   d id   n o t  in v o lv e  h u m an   o r   an im al  s u b jects  an d   u s ed   o n ly   non - s en s itiv e  co m p u tatio n al  o r   p u b lic  d ata.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   is   not   ap p licab le   to   th is   p ap e r   as   no   n ew   d at a   wer e   cr ea ted   or   a n aly ze d   in   t h is   s t u d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   V .   H n a m t e   a n d   J.  H u ssa i n ,   “ D C N N B i LSTM :   a n   e f f i c i e n t   h y b r i d   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, ”   T e l e m a t i c s  a n d   I n f o rm a t i c s R e p o rt s ,   v o l .   1 0 ,   Ju n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . t e l e r . 2 0 2 3 . 1 0 0 0 5 3 .   [ 2 ]   M .   C u i ,   J.   C h e n ,   X .   Q i u ,   W .   L v ,   H .   Q i n ,   a n d   X .   Z h a n g ,   “ M u l t i - c l a ss   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   sy s t e m i n   S D N   b a se d   o n   h y b r i d   B i LST M   mo d e l , ”   C l u s t e r  C o m p u t i n g ,   v o l .   2 7 ,   n o .   7 ,   p p .   9 9 3 7 – 9 9 5 6 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 5 8 6 - 0 2 4 - 0 4 4 7 7 - 5.   [ 3 ]   S .   B i ,   J .   W a n g ,   J .   S o n g ,   P .   L i ,   a n d   L.   Li ,   “ R e se a r c h   o n   t h e   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   mo d e l   f o r   p o w e r   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   c o mb i n i n g   d e e p   b e l i e f   n e t w o r k   a n d   B i LST M , ”   J o u rn a l   o f   C y b e r  S e c u r i t y   a n d   M o b i l i t y ,   v o l .   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   6 5 3 – 6 7 2 ,   A u g .   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 3 0 5 2 / j c sm 2 2 4 5 - 1 4 3 9 . 1 4 3 6 .   [ 4 ]   J.  G a o ,   “ 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   me t h o d   c o m b i n i n g   C N N   a n d   B i LS TM   i n   c l o u d   c o mp u t i n g   e n v i r o n me n t , ”   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   N e u ro s c i e n c e ,   v o l .   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 1 1 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 2 / 7 2 7 2 4 7 9 .   [ 5 ]   L.   Z h a n g ,   J .   H u a n g ,   Y .   Z h a n g ,   a n d   G .   Z h a n g ,   “ I n t r u si o n   d e t e c t i o n   m o d e l   o f   C N N - B i LS TM   a l g o r i t h m  b a se d   o n   mea n   c o n t r o l , ”   i n   2 0 2 0   I EE E  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   S o f t w a re   E n g i n e e r i n g   a n d   S e r v i c e   S c i e n c e ,   O c t .   2 0 2 0 ,   p p .   2 2 – 27 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S ESS 4 9 9 3 8 . 2 0 2 0 . 9 2 3 7 6 5 6 .   [ 6 ]   A .   A l q a h t a n i ,   “ O p t i m i z e d   d e e p   a u t o e n c o d e r   a n d   B i LS TM   f o r   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   i n   I o Ts - F o g   c o m p u t i n g , ”   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 4 ,   n o .   8 ,   p p .   4 9 0 7 – 4 9 4 3 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 0 4 2 - 0 2 4 - 1 8 9 1 9 - 0.   [ 7 ]   H .   B e n a h me d   e t   a l . ,   “ H B i LD - I D S :   a n   e f f i c i e n t   h y b r i d   B i LST M - D N N   m o d e l   f o r   r e a l - t i me   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   i n   I o M T  n e t w o r k s,”   I n f o rm a t i o n ,   v o l .   1 6 ,   n o .   8 ,   A u g .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i n f o 1 6 0 8 0 6 6 9 .   [ 8 ]   A .   M .   A l h a ss a n ,   “ S e l f - a d a p t i v e   l i g h t w e i g h t   a t t e n t i o n   mo d u l e - b a se d   B i LS TM   m o d e l   f o r   e f f e c t i v e   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n , ”   Ar a b i a n   J o u rn a l   f o r  S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   v o l .   5 0 ,   n o .   1 5 ,   p p .   1 1 5 1 3 – 1 1 5 3 8 ,   A u g .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 3 6 9 - 0 2 4 - 0 9 4 7 6 - 7.   [ 9 ]   M .   A d e l ,   A .   M a h e r ,   A .   M o h a m me d ,   a n d   M .   A .   El a z e e m,   “ R o b u s t   B i LSTM - b a s e d   m u l t i - c l a ss   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   f o r   I o T   n e t w o r k s   u si n g   T o N - I o T  d a t a se t , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   T e l e c o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 – 1 4 ,   N o v .   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 2 1 6 0 8 / i j t . 2 0 2 5 . 4 2 6 7 0 8 . 1 1 3 4 .   [ 1 0 ]   B .   O m a r o v ,   Z.   S a i l a u k y z y ,   A .   B i g a l i y e v a ,   A .   K e r e y e v ,   L.   N a i z a b a y e v a ,   a n d   A .   D a u t b a y e v a ,   “ O n e   d i m e n s i o n a l   C o n v - B i LST M   n e t w o r k   w i t h   a t t e n t i o n   me c h a n i sm  f o r   I o T  i n t r u si o n   d e t e c t i o n , ”   C o m p u t e rs ,   Ma t e r i a l s  & C o n t i n u a ,   v o l .   7 7 ,   n o .   3 ,   p p .   3 7 6 5 – 3 7 8 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / c mc . 2 0 2 3 . 0 4 2 4 6 9 .   [ 1 1 ]   C .   Zh a n g ,   J.   L i ,   N .   W a n g ,   a n d   D .   Z h a n g ,   “ R e se a r c h   o n   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   m e t h o d   b a se d   o n   t r a n sf o r m e r   a n d   C N N - B i LS TM   i n   i n t e r n e t   o f   t h i n g s , ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 5 ,   n o .   9 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 5 0 9 2 7 2 5 .   [ 1 2 ]   M .   J o u h a r i   a n d   M .   G u i z a n i ,   “ L i g h t w e i g h t   C N N - B i LST M   b a s e d   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   s y s t e ms f o r   r e s o u r c e - c o n st r a i n e d   I o T  d e v i c e s , ”   i n   2 0 2 4   I n t e rn a t i o n a l   Wi r e l e s s  C o m m u n i c a t i o n s   a n d   M o b i l e   C o m p u t i n g ,   M a y   2 0 2 4 ,   p p .   1 5 5 8 – 1 5 6 3 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I W C M C 6 1 5 1 4 . 2 0 2 4 . 1 0 5 9 2 3 5 2 .   [ 1 3 ]   G .   S .   v i d h y a   a n d   R .   N a g a r a j a n ,   “ A   n o v e l   b i d i r e c t i o n a l   LST M   m o d e l   f o r   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   i n   S D N - I o T  n e t w o r k , ”   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 0 6 ,   n o .   8 ,   p p .   2 6 1 3 – 2 6 4 2 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 6 0 7 - 0 2 4 - 0 1 2 9 5 - w.   [ 1 4 ]   I .   M .   S e l i m   a n d   R .   A .   S a d e k ,   “ D A E - B i LST M :   a   F o g - b a se d   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   mo d e l   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   f o r   I o T, ”   J o u r n a l   o f   T h e o re t i c a l   a n d   Ap p l i e d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 0 1 ,   n o .   5 ,   2 0 2 3 .   [ 1 5 ]   T.   L .   Y a sara t h n a   a n d   N . - A .   L . - K h a c ,   “ A S EA D O S - S D N - I o T:   a   n o v e l   S D N - I o T  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   d a t a se t   a n d   f r a mew o r k , ”   I n t e r n e t   o f   T h i n g s ,   v o l .   3 6 ,   M a r .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i o t . 2 0 2 6 . 1 0 1 8 9 1 .   [ 1 6 ]   A .   A l a l m a i e ,   P .   N a n d a ,   a n d   X .   H e ,   “ Ze r o   t r u st   n e t w o r k   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e m  ( N I D S )   u si n g   a u t o   e n c o d e r   f o r   a t t e n t i o n - b a se d   C N N - B i LS TM , ”   i n   2 0 2 3   A u st r a l a s i a n   C o m p u t e r   S c i e n c e   We e k ,   Ja n .   2 0 2 3 ,   p p .   1 – 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 5 7 9 3 7 5 . 3 5 7 9 3 7 6 .   [ 1 7 ]   J.  Y i n ,   B .   H o u ,   J.   D a i ,   a n d   Y .   Zu ,   “ A   C N N - B i LS TM   met h o d   b a se d   o n   a t t e n t i o n   mec h a n i sm  f o r   c l a ss - i m b a l a n c e d   a b n o r m a l   t r a f f i c   d e t e c t i o n , ”   i n   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r  Vi s i o n   a n d   D e e p   L e a rn i n g ,   Ja n .   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 6 ,     d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 6 5 3 7 8 1 . 3 6 5 3 8 0 7 .   [ 1 8 ]   I .   Jeb r i l   e t   a l . ,   “ D e e p   l e a r n i n g   b a se d   D D o S   a t t a c k   d e t e c t i o n   i n   i n t e r n e t   o f   t h i n g s:   a n   o p t i m i z e d   C N N - B i LS TM   a r c h i t e c t u r e   w i t h   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a n d   r e g u l a r i z a t i o n   t e c h n i q u e s, ”   I n f o c o m m u n i c a t i o n s  J o u r n a l ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   p p .   2 – 1 1 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 3 6 2 4 4 / I C J.2 0 2 4 . 1 . 1 .   [ 1 9 ]   J.  S e h g a l ,   R .   K u mar,  a n d   R .   K .   B e d i ,   “ A d a p t i v e   a n d   e x p l a i n a b l e   S L W A M - B i LST M   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e m  w i t h   d r i f t   a w a r e n e ss  a n d   c r o ss - d a t a s e t   e v a l u a t i o n , ”   i n   2 0 2 6   7 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   M o b i l e   C o m p u t i n g   a n d   S u s t a i n a b l e   I n f o rm a t i c s ,   J a n .   2 0 2 6 ,   p p .   9 5 6 – 9 6 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C M C S I 6 7 2 8 3 . 2 0 2 6 . 1 1 4 1 2 7 2 5 .   [ 2 0 ]   M .   S .   A t a a ,   E.   E.   S a n a d ,   a n d   R .   A .   El - k h o r i b i ,   “ I n t r u si o n   d e t e c t i o n   i n   s o f t w a r e   d e f i n e d   n e t w o r k   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s,”   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 4 - 7 9 0 0 1 - 1.   [ 2 1 ]   Y .   F u ,   Y .   D u ,   Z.   C a o ,   Q .   L i ,   a n d   W .   X i a n g ,   “ A   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l   f o r   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   w i t h   i mb a l a n c e d   d a t a , ”   El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 1 0 6 0 8 9 8 .   [ 2 2 ]   P .   K u m a r ,   G .   P .   G u p t a ,   a n d   R .   Tr i p a t h i ,   “ To w a r d   d e si g n   o f   a n   i n t e l l i g e n t   c y b e r   a t t a c k   d e t e c t i o n   s y st e m  u si n g   h y b r i d   f e a t u r e   r e d u c e d   a p p r o a c h   f o r   I o T  n e t w o r k s , ”   Ar a b i a n   J o u r n a l   f o r  S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   4 6 ,   n o .   4 ,   p p .   3 7 4 9 – 3 7 7 8 ,   A p r .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 3 6 9 - 020 - 0 5 1 8 1 - 3.   [ 2 3 ]   D .   G u m u s b a s ,   T.   Y l d r m ,   A .   G e n o v e se,   a n d   F .   S c o t t i ,   “ A   c o m p r e h e n si v e   su r v e y   o f   d a t a b a ses   a n d   d e e p   l e a r n i n g   met h o d s   f o r   c y b e r se c u r i t y   a n d   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   s y s t e ms , ”   I EE E  S y st e m s  J o u r n a l ,   v o l .   1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 1 7 – 1 7 3 1 ,   J u n .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS Y S T . 2 0 2 0 . 2 9 9 2 9 6 6 .   [ 2 4 ]   M .   Jo u h a r i ,   H .   B e n a d d i ,   a n d   K .   I b r a h i mi ,   “ Ef f i c i e n t   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n :   c o mb i n i n g   X   2   f e a t u r e   s e l e c t i o n   w i t h   C N N - B i LST M   o n   t h e   U N S W - N B 1 5   d a t a s e t , ”   i n   2 0 2 4   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   W i re l e ss  N e t w o rks   a n d   M o b i l e   C o m m u n i c a t i o n s ,   Ju l .   2 0 2 4 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W I N C O M 6 2 2 8 6 . 2 0 2 4 . 1 0 6 5 8 0 9 9 .   [ 2 5 ]   B .   L i ,   J.  Li ,   a n d   M .   J i a ,   “ A D F C N N - B i LST M :   a   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k   b a se d   o n   a t t e n t i o n   a n d   d e f o r m a b l e   c o n v o l u t i o n   f o r   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 e n so r s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   5 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 5 0 5 1 3 8 2 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Dee p   lea r n in g   in tr u s io n   d etec tio n   fo r   s o ftw a r e - d efin ed   …  ( P r a jw a la s imh a   S in d u g a tta   N a g a r a ja )   3711   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Dr .   Pra jwa la si m h a   S i n d u g a tt a   Na g a r a ja           is r e se a rc h   a ss o c iate   a t  Da y a n a n d a   S a g a r  Un iv e rsity ,   h e   h a s  in tr o d u c e d   a n   in n o v a ti v e   c h a o ti c   fra m e wo rk   ti tl e d   n - d ime n si o n a l  m u lt i - li n e a r   tran sfo rm a ti o n   (n D - M L T):   n o n - l in e a r  d y n a m ics   a p p li c a ti o n   to   c ry p t o g ra p h y .   He   re c e iv e d   h is   P h . D.  i n   Cry p t o g ra p h y   a n d   Cy b e r  S e c u rit y   fro m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o l o g ica l  Un i v e rsity .   His   re se a rc h   c o n tri b u t io n s  fo c u s  o n   d e v e lo p in g   se c u re   a n d   e fficie n t  c ry p to g ra p h ic  fra m e wo rk s  fo r   c y b e r  se c u rit y ,   Io T   e c o sy ste m s ,   a n d   n e x t - g e n e ra ti o n   in tell ig e n t  sy ste m s.  He   h a s   a c ti v e ly   c o n tri b u ted   to   t h e   a d v a n c e m e n t   o f  se c u re   c o m m u n ica ti o n   tec h n o l o g ies   t h ro u g h   re se a rc h   in   c h a o ti c   sy ste m s,  m a th e m a ti c a l  m o d e li n g ,   ML   fo r  c y b e r  d e fe n se ,   a n d   q u a n t u m   c ry p t o g ra p h y .   His  b ro a d e r  o b jec ti v e   is  to   stre n g th e n   d i g it a l  se c u rit y   so lu ti o n s   fo r  so c ieta l  a n d   in d u strial   a p p li c a ti o n s  th r o u g h   i n terd isc ip li n a ry   re se a rc h   a n d   in n o v a ti o n .   H e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   p ra jwa las imh a . sn 1 @g m a il . c o m .         Dr .   Na v y a   R a ja shek a r a           is  a n   a ss istan t  p ro fe ss o r  in   th e   De p a rt m e n t  o f  E lec tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   a t  Da y a n a n d a   S a g a r  Un iv e rsity   with   o v e r  7   y e a rs  o f  tea c h in g   a n d   2   y e a rs  o f  i n d u stry   e x p e rie n c e .   S h e   c o m p lete d   h e r  P h . D.  i n   Dig it a l  S i g n a l   P ro c e ss in g   i n   2 0 2 4   a n d   h a s   p u b li s h e d   re se a rc h   p a p e rs,  c o n fe re n c e   a rti c les ,   a n d   b o o k   c h a p ters   i n   re p u ted   in tern a ti o n a l   jo u rn a ls   a n d   S p rin g e r  p u b li c a ti o n s.   He r  re se a rc h   i n tere sts  in c lu d e   si g n a l   p r o c e ss in g ,   wire les s se n so r  n e two rk s ,   Io T ,   d e e p   lea rn in g ,   AI,   b i o m e d ica l  e n g i n e e rin g ,   a n d   d ig i tal  e lec tro n ics .  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   n a v y a - e c e @d su . e d u . in .         Dr .   Pu shp a   B a n g a l o r e   Ra m e s h           is  a n   a ss istan t  p ro fe ss o r   a t  Da y a n a n d a   S a g a r   Co ll e g e   o f   En g in e e ri n g   wit h   o v e r   1 8   y e a rs  o f  a c a d e m ic  a n d   2   y e a r s  o f  in d u str y   e x p e rien c e .   S h e   h o l d s  a   P h . D.   a n d   sp e c ialize s  in   a n ten n a s,  5 G   tec h n o l o g ies ,   a n d   R F   sy ste m s.  S h e   h a s  p u b li s h e d   se v e ra l  S c o p u s - in d e x e d   re se a rc h   p a p e rs  a n d   h o ld s  a   p a ten t  in   5 G   a n ten n a   d e sig n .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  p u sh p a - tce @d a y a n a n d a sa g a r. e d u .         Dr .   Dr u v a   K u m a r   S i d d a r a ju           is  a n   a ss istan t  p r o fe ss o r  in   th e   De p a rtme n t  o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   a t  Da y a n a n d a   S a g a r   Co ll e g e   o f   E n g i n e e rin g   with   a ro u n d   1 5   y e a rs  o f  tea c h in g   e x p e rien c e .   He   o b tai n e d   h is  B. E . ,   M . Tec h . ,   a n d   P h . D.  d e g re e s  fro m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o lo g ica l  U n iv e rsit y   a n d   h a s  p u b li sh e d   se v e ra l  re se a rc h   p a p e rs  i n   in tern a ti o n a l  j o u r n a ls  a n d   c o n fe r e n c e s.  His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   VLS I ,   e m b e d d e d   sy ste m s,   m a n a g e m e n t,   a n d   e n trep re n e u rsh ip .  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  d ru v a - e c e @d a y a n a n d a sa g a r. e d u .         Dr .   S a n th o sh   K u m a r   Ra m a c h a n d r a g o wd a           is  a n   a ss istan t  p ro fe ss o r   i n   th e   De p a rtme n t  o f  El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   a t   Da y a n a n d a   S a g a r  C o ll e g e   o f  En g i n e e rin g   wi th   o v e r  1 2   y e a rs   o f  a c a d e m ic  e x p e rien c e .   He   re c e iv e d   h is  P h . D.  i n   Wi re les s  Co m m u n ica ti o n   fro m   Da y a n a n d a   S a g a r  Un iv e rsit y   in   2 0 2 4   a n d   h is  M . Tec h .   i n   VLS I  De sig n   a n d   Emb e d d e d   S y ste m s  fro m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o l o g ica l  Un i v e rsity .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   wire les s  c o m m u n ica ti o n ,   VLS I  d e sig n ,   e m b e d d e d   sy ste m s ,   F P G A - b a se d   d e s ig n ,   a n d   I o T,   wit h   se v e ra l  p u b li c a ti o n s   in   re p u te d   p e e r - re v iew e d   jo u r n a ls  a n d   c o n fe r e n c e s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  sa n th o sh - e c e @d a y a n a n d a sa g a r. e d u .         Dr .   Tr u p ti   S h r ip a d   Ta g a r e           is   a n   a ss istan t  p ro fe ss o r   in   th e   De p a rtme n t  o f  El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   a t  Da y a n a n d a   S a g a r   Co ll e g e   o f  E n g in e e rin g .   S h e   e a rn e d   h e r  P h . D.  i n   Wi re les s  S e n so r  Ne two r k s  fro m   Da y a n a n d a   S a g a r  Un iv e rsit y   i n   2 0 2 3   a n d   h a s  p u b li sh e d   re se a rc h   p a p e rs,  c o n fe re n c e   a rti c les ,   a n d   S p ri n g e r  b o o k   c h a p ters   in   re p u te d   jo u r n a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  He r  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   wire les s  se n so r  n e two rk s,  wire les s  c o m m u n ica ti o n ,   a n d   d ig it a l  e l e c tro n ics .  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  tru p ti tag a re - e c e @d a y a n a n d a sa g a r. e d u .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.