I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n  ( I J RA)   Vo l.  1 5 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 ,   p p .   6 9 8 ~ 7 0 8   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 1 5 i 3 . pp 6 9 8 - 708           698       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   G ra ph - g uid ed co ntras tive t ra nsfo r mer archit ectu re  for rob ust  a nd ex pla ina ble  n etwork in trusio n  detec tion       Arc ha na   J a y a pa l 1 ,   K a ma la kk a nn a n So m a s un da ra m 2 ,   Ar un   K um a r  Ra m a m o o rt hy 3   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 ,   V e l s I n st i t u t e   o f   S c i e n c e ,   Te c h n o l o g y   a n d   A d v a n c e d   S t u d i e s   ( V I S TA S ) ,   C h e n n a i ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   A p p l i c a t i o n s,  S c h o o l   o f   C o m p u t i n g   S c i e n c e s,  V e l s I n st i t u t e   o f   S c i e n c e ,   Te c h n o l o g y   a n d   A d v a n c e d   S t u d i e s   ( V I S TA S ) ,   C h e n n a i ,  I n d i a   3 D i g i t a l   F o r e n si c s  a n d   C y b e r   S e c u r i t y ,   U n i v e r si t y   o f   S o u t h   W a l e s ,   Tr e f o r e s t ,   U n i t e d   K i n g d o m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 5 ,   2 0 2 6   R ev is ed   J u n   5 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J u l 2 0 ,   2 0 2 6       In tru si o n   d e tec ti o n   s y ste m s  (IDS)   a re   v e ry   in str u m e n tal  in   p ro tec ti n g   c o n tem p o ra ry   n e two r k   i n fra stru c tu re s  a g a in st  th e   e v e r - a d v a n c in g   c y b e ra tt a c k s.   C o n v e n ti o n a l   sig n a tu re - b a se d   a n d   m a c h in e   lea rn i n g - e n a b led   IDS  so l u ti o n s  f re q u e n tl y   h a v e   d if ficu lt y   wh e n   it   c o m e s  t o   h ig h   fa lse - p o siti v e   ra tes ,   in a b il it y   to   fle x ib l y   a d a p t  t o   n o v e l  a tt a c k s,  a n d   t h e   lac k   o f  s u p p o rt  f o r   c o m p lex   traffic  d y n a m ics .   Ne w  d e e p   lea rn in g   a rc h it e c tu re s  h a v e   b e tt e r  d e tec ti o n   p r o p e rti e s,  y e t  a re   li m it e d   b y   fe a tu re   o v e rlap ,   tem p o ra li t y ,   a n d   lac k   o f  e x te n siv e n e ss   t o   g e n e ra li z a ti o n   in   c h a n g in g   n e two rk   c o n d i ti o n s.   T o   o v e rc o m e   th e se   issu e s,  th is  p a p e r  p re se n ts  a   n e w  g ra p h - g u id e d   c o n tras ti v e   tran sfo rm e r - b a se d   in tru si o n   d e tec ti o n   sy ste m   (G CT - IDS)  wh ich   a ims   a t   imp ro v i n g   d e tec ti o n   a c c u ra c y   a n d   ro b u st n e ss   a n d   p re se rv in g   re a l - ti m e   fe a sib il it y .   T h e   fra m e wo rk   c o m b i n e s  fe a tu re   i n tera c ti o n   b y   g ra p h   m o d e li n g ,   c o n tras ti v e   re p re se n tatio n   lea rn i n g ,   a n d   a   s p a rse   se lf - a tt e n ti o n   tran sfo rm e r  to   e ffe c ti v e ly   lea rn   g l o b a l   traffic  re latio n sh ip s   a n d   b e h a v io ra l   v a riat io n s.   Th e   CS E - CIC - IDS2 0 1 8   d a ta  is   u se d   t o   tes t  t h e   p r o p o se d   m e th o d   i n   re a l  n e two r k   c o n d i ti o n s.   K ey w o r d s :   C o n tr asti v e  r ep r esen tatio n   lear n in g   Gr ap h - g u id ed   lear n in g   I n tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   Netwo r k   s ec u r ity   T r an s f o r m e r   n etwo r k   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 :   Kam alak k a n n a n   So m asu n d a r a m   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   A p p licatio n s ,   Sch o o l o f   C o m p u tin g   Scien ce s ,   Vels I n s titu te  o f   Scien ce ,   T ec h n o lo g y   an d   Ad v a n ce d   St u d ies ( VI STAS)   Pallav ar am ,   C h en n ai    E m ail :   k an n an . s cs@ v is tas.ac . i n       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  ac ce ler ated   g r o wth   o f   d ig ital  co m m u n icatio n ,   clo u d   c o m p u tin g ,   I n ter n et - of - T h in g s   ( I o T ) ,   an d   r o b o tic  cy b e r - p h y s ical  s y s tem s   ( C P S)  h as  s ig n if ican tly   in cr ea s ed   th e  co m p lex ity   an d   v u ln e r ab ilit y   o f   m o d e r n   n etwo r k   in f r astru ct u r es.  I n   r o b o tics - d r iv en   en v ir o n m en ts   s u ch   as  au to n o m o u s   v eh icles,  in d u s tr ial  r o b o ts ,   an d   s m ar t  h ea lth ca r e  s y s tem s ,   co n tin u o u s   d ata  ex c h an g e  b etwe en   s en s o r s ,   ac tu ato r s ,   an d   c o n tr o l  u n its   in tr o d u ce s   n ew  attac k   s u r f ac es.  C o n s eq u en tly ,   cy b e r   th r ea ts   s u ch   as  d is tr ib u ted   d en ial  o f   s er v ice  ( DDo S),   b r u te - f o r ce   attac k s ,   b o tn ets,  an d   in f iltra tio n   attac k s   co n tin u e  t o   ev o l v e,   p o s in g   s er io u s   r is k s   to   d ata  co n f id en tiality ,   in teg r ity ,   av ailab ilit y ,   an d   o p er atio n al  s af ety   o f   r o b o tic  s y s tem s   [ 1 ] .   I n tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s   ( I DS)   h av e   th er ef o r e   b ec o m e  ess en tial  co m p o n en ts   in   s ec u r in g   r o b o tic  an d   n etwo r k ed   en v ir o n m en ts   b y   en ab lin g   co n tin u o u s   m o n ito r in g   an d   ti m ely   id en tific atio n   o f   m alicio u s   ac tiv ities   [ 2 ] .   Un lik e  p r ev e n tiv e  m ec h a n is m s ,   I DS  f o cu s   o n   d etec tin g   ab n o r m al  o r   u n au th o r ized   b eh a v io r   p o s t - co m p r o m is e  an d   i n itiatin g   ap p r o p r iate   r esp o n s e  ac tio n s   to   m itig ate  p o ten tial d am ag e  [ 3 ] .   E ar ly   I DS  s o lu tio n s   p r im ar ily   r elied   o n   s ig n atu r e - b ased   d etec tio n ,   wh er e   tr af f ic   p atter n s   a r e  m atch ed   ag ain s t  k n o wn   attac k   s ig n atu r es.  W h ile  ef f ec tiv e  f o r   k n o wn   th r ea ts ,   th ese  s y s tem s   f ail  to   d etec t  ze r o - d ay   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         Gra p h - g u i d ed   co n tr a s tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r e  fo r   r o b u s t a n d   ex p l a in a b le   …   ( A r ch a n a   J a y a p a l )   699   attac k s   an d   r eq u ir e  f r eq u e n t  m an u al  u p d ates  [ 4 ] ,   [ 5 ] .   An o m aly - b ased   I DS  ap p r o ac h es,  l ev er ag in g   s tatis tical  tech n iq u es  a n d   m ac h in e   lear n in g   alg o r ith m s   s u ch   as  d ec is io n   tr ee s ,   s u p p o r t   v ec to r   m ac h in es,  k - n ea r est   n eig h b o r s ,   an d   r a n d o m   f o r e s ts ,   o f f er   im p r o v e d   ad ap tab i lity .   Ho wev er ,   th ey   o f ten   s tr u g g le  with   h ig h - d im en s io n al  d ata,   f ea tu r e  g e n er aliza tio n ,   an d   class   im b al an ce — ch allen g es  th at  ar e  f u r th er   am p lifie d   in   r o b o tics   en v ir o n m e n ts   with   h e ter o g en eo u s   s en s o r   d ata  s tr ea m s   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   R ec en t  ad v an ce m en ts   in   d ee p   lear n in g   h a v e  en h an ce d   I DS  ca p ab ilit ies  th r o u g h   au to m at ed   f ea tu r e   ex tr ac tio n   an d   tem p o r al  m o d elin g .   Mo d els  s u ch   as  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  an d   r ec u r r en t   n eu r al  n e two r k s   ( R NNs),   in clu d in g   L STM   a n d   B iLST M,   h av e  s h o wn   s tr o n g   p e r f o r m an ce   in   ca p tu r in g   s eq u en tial  tr af f ic  p atter n s   [ 8 ] .   Ho wev er ,   th ese  ap p r o ac h es  s u f f er   f r o m   h ig h   c o m p u tatio n a l  o v er h ea d ,   lim ited   in ter p r etab ilit y ,   an d   s en s itiv ity   to   n o is y   o r   r ed u n d a n t  in p u ts .   I n   r o b o tics   a p p licatio n s ,   wh er e  r ea l - tim e   d ec is io n - m ak in g   is   cr itical,   s u ch   lim itatio n s   ca n   d eg r ad e  s y s tem   r esp o n s iv en ess   an d   r eliab ilit y .   Mo r eo v er ,   r ec u r r en t   ar c h itectu r es  o f te n   s tr u g g le  with   lo n g - r an g e  d ep en d en cy   m o d elin g   in   co m p lex ,   d y n am ic   tr af f i c   en v ir o n m en ts   [ 9 ] .   T r ad itio n al  f ea tu r e  s elec tio n   tech n iq u es  l ik e  p r in cip al  c o m p o n en t  an aly s is   ( PC A) ,   m u tu al  in f o r m atio n ,   a n d   r ec u r s iv e   f ea tu r e  elim in atio n   r e d u ce   d i m en s io n ality   b u t  f ail   to   ca p tu r e  i n ter - f ea tu r e  r elatio n s h ip s   an d   s tr u ctu r al  d e p en d en cies in h e r en t in   r o b o tic  co m m u n icatio n   n etwo r k s   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   th is   p ap er   p r o p o s es  a  g r ap h - g u id e d   c o n tr asti v e  tr an s f o r m er - b ased   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   ( G C T - I DS)   tailo r ed   f o r   i n tellig en t  an d   r o b o tic  n etwo r k   e n v ir o n m en ts   [ 1 2 ] .   T h e   p r o p o s ed   f r a m ewo r k   lev er ag e s   g r ap h - b ased   m o d elin g   to   ca p tu r e  s tr u ctu r al  r elatio n s h ip s   am o n g   f ea tu r es  a n d   co m m u n icatio n   n o d es,  en a b lin g   m o r e  co n tex t - awa r e  f ea tu r e  r ep r esen tatio n .   C o n tr ast iv e  r ep r esen tatio n   lear n in g   is   em p lo y ed   t o   g en e r ate  r o b u s t  an d   d is cr im in ativ e  em b ed d in g s   th at  en h a n ce   g e n e r aliza tio n   to   u n s ee n   attac k   p atter n s ,   p ar ticu lar ly   in   d y n am ic  r o b o tic  s y s tem s   [ 1 3 ] .   Fu r th er m o r e,   a  lig h t weig h t  s elf - atten tio n   tr an s f o r m er   is   u tili ze d   to   m o d el  g lo b al  d ep e n d en cies  ac r o s s   tr af f ic  f lo ws  with o u t  r ely in g   o n   co m p u tatio n ally   ex p en s iv e  r ec u r r en t  m ec h a n is m s .   T h is   in teg r ated   ar ch itectu r e  im p r o v es  d etec tio n   ac cu r ac y ,   r o b u s tn ess ,   s ca lab ilit y ,   an d   in ter p r etab ilit y ,   m ak in g   GC T - I DS  h ig h ly   s u itab le  f o r   s ec u r in g   n ex t - g en er atio n   r o b o tic  an d   cy b er - p h y s ical  n etwo r k   in f r ast r u ctu r es   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   T h e  r em ain d er   o f   th is   p ap er   i s   o r g an ized   as  f o llo ws.  Sectio n   2   p r esen ts   a  co m p r eh e n s iv e  r ev iew  o f   r ec en t a n d   r elev a n t stu d ies o n   n etwo r k   I DS,  with   p ar ticu lar   e m p h asis   o n   m ac h in e  lear n in g   an d   d ee p   lear n i n g – b ased   ap p r o ac h es,  h ig h lig h ti n g   th eir   s tr en g th s ,   lim itatio n s ,   an d   r esear ch   g ap s .   Sectio n   3   d escr ib es  th e  p r o p o s ed   g r ap h - g u i d ed   co n tr asti v e  tr an s f o r m e r – b ased   in tr u s io n   d etec tio n   m eth o d o lo g y   in   d etail,   in clu d in g   d ata  p r ep r o ce s s in g ,   f ea t u r e  i n ter ac tio n   m o d elin g ,   r ep r esen tatio n   lear n in g ,   a n d   class if icatio n   m ec h a n is m s .   Sectio n   4   d is cu s s es  th e  ex p er im en tal  r esu lts   an d   p er f o r m a n ce   ev alu atio n   o f   th e   p r o p o s e d   f r am ew o r k   u n d er   r ea lis tic  n etwo r k   co n d itio n s .   Fin ally ,   th e  p ap e r   co n clu d es   with   k ey   f in d in g s   an d   o u tli n es  f u tu r e  r esear ch   d ir ec tio n s   f o r   f u r t h er   en h an cin g   in tr u s io n   d etec tio n   p e r f o r m a n ce   an d   a d ap tab ilit y .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   T h e  d ev elo p m en t  o f   in ter n et   u s ag e  p r o d u ce d   v ar i o u s   tr af f i c  with   s ig n s   o f   n u m er o u s   cy b er attac k s .   T h e  latest d ataset  C SE - C I C - I DS2 0 1 8   was u s ed   to   ap p ly   d e ep   lear n in g   m et h o d s   in   in tr u s io n   d etec tio n   with   th e   co n v en tio n al  ev alu atio n   m etr i cs.  Six   m o d els,  s u ch   as  DNN ,   C NN,   R NN,   L STM ,   C NN  +   R NN  an d   C NN  +  L STM ,   wer e  b u ilt  af ter   p r ep r o ce s s in g   an d   b i n ar y   a n d   m u lti - class ical  cla s s if icatio n   an d   d etec tio n   o f   b en ig n   tr af f ic  an d   s ix   ca teg o r ies  o f   at tack s   wer e  p er f o r m ed   [ 1 6 ] .   T h e  ac cu r ac y   o f   all  th e  m o d els  was  m o r e  th an   9 8 .   DNN,   C N N,   an d   R NN  m o d els  wer e  in d iv id u ally   less   in f er en ce - tim e - co n s u m i n g   an d ,   th er ef o r e,   wer e  m o r e  ap p licab le  in   p r ac tice  wh en   it  co m es to   I DS a p p licatio n s .   C lo u d   co m p u tin g   f ac ilit ated   th e  o n - d em an d - b asis   av ailab ilit y   o f   n etwo r k   a n d   co m p u ter   r eso u r ce s   s u ch   as  s to r ag e,   an d   d ata  m an ag em en t,  an d   im p r o v ed   th e   ef f icien cy   o f   th e  s y s tem .   Ho wev er ,   with   th ese  ad v an tag es,  clo u d   en v ir o n m e n ts   wer e  ch ar ac ter ized   b y   h u g e  s ec u r ity   is s u es  esp ec ially   wh en   it  co m es  to   s ec u r in g   r eso u r ce s   a n d   s er v ices.  I n   o r d e r   to   o v er co m e  th e s e  is s u es,  I DS  wer e  em b r ac e d   to   tr ac k   n etwo r k   tr af f ic  an d   d etec t  ab n o r m al   tr a f f ic  [ 1 7 ] .   A  r an d o m   f o r est  an d   f ea tu r e   en g in ee r in g - b ased   clo u d - b ased   m o d el  o f   in tr u s io n   d etec tio n   was  cr ea ted   to   en h an ce   th e  ac c u r ac y   o f   d etec tio n .   I n   B o t - I o T   an d   NSL - KDD  d ataset s ,   9 8 . 3 % a n d   9 9 . 9 9   g av e  th e   h ig h est ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all; th u s ,   in d icatin g   h i g h   p e r f o r m an ce .   T h e  I n ter n et  o f   T h i n g s   also   lin k ed   p h y s ical  o b jects  in   d if f er en t  f ield s ,   in clu d in g   tr an s p o r tatio n ,   h ea lth ca r e,   ag r icu ltu r e,   an d   d ef en s e,   an d   allo wed   th em   to   b e  u s ed   in   r ea l - tim e  y et   p o s e d   a  s er io u s   s ec u r ity   th r ea t.  Pre d ictiv e   I o T   n etwo r k   s ec u r ity   was  n o t   ef f icien t   w ith   tr ad itio n al   s ig n atu r e -   an d   r u le - b ased   m eth o d s   [ 1 8 ] .   Pear s o n   co r r elatio n   c o ef f icien t - co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   m o d el  was  d esig n ed   a s   an   I DS  to   d etec t   n etwo r k   an o m alies.  T h e  u s e  o f   im p o r tan t  lin ea r   f ea tu r es  co m b in ed   with   C NN - b ased   lear n in g   was  u s ed   in   b in ar y   an d   m u lticlas s   attac k   d etec tio n .   T esti n g   o n   NSL - KDD,   C I C I DS - 2 0 1 7   an d   I OT I D2 0   d atab ases   d em o n s tr ated   h ig h   p r ec is io n   o f   9 9 . 8 9   an d   ex tr e m ely   lo w  m is class if icatio n .   T h e  h ig h   I n ter n et  tr af f ic  r ates  h ad   d iv er s if ied   an d   co m p lica ted   m alicio u s   attac k s   an d   s in g le - m o d al   in tr u s io n   d etec tio n   m o d els  h a d   n o t  m ax im ized   th e   r ich   f ea tu r e  th at  n etwo r k s   o f f er ,   wh i ch   r esu lted   in   p o o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   1 5 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   6 9 8 - 7 0 8   700   p er f o r m an ce .   T h is   lim itatio n   was  o v er co m e   b y   p r o p o s in g   a  m u ltimo d al   h y b r id   p ar allel   n etwo r k   in tr u s io n   d etec tio n   m o d el  [ 1 9 ] .   Statis ti ca l  in f o r m atio n   an d   r aw  p ay lo ad   d ata  wer e  u s ed   to   ex tr ac t  n etwo r k   tr af f ic   f ea tu r es  th r o u g h   s p ec ialis t  n eu r al  ar ch itectu r es.  T h e  C NNs  lear n   th e  s p atial - tem p o r al  f ea tu r es  v ia  C NN - L STM   b r an ch es  an d   s tatis tic al  f ea tu r es  v ia  C NN s .   C o s M ar g in   Featu r e  f u s io n   with   a  C o s Ma r g in   class if ier   o b tain ed   9 9 . 9 8   ac cu r ac y   o n   b e n ch m ar k   d atasets .   I t  in tr o d u ce d   a  n ew  f r am ewo r k   o f   in tr u s io n   d etec tio n ,   th at  i s ,   it  was  ab le  to   d etec t  cy b e r a ttack s   on   th e  in ter n et   o f   v eh icles  en v i r o n m en t  s u c h   as  D o S,  DDo S,   DR Do S,  b r u te  f o r ce ,   b o tn ets,  a n d   s n if f in g   attac k s .   Netwo r k   tr af f ic  was  an aly ze d   b y   a  m ac h in e  lear n i n g   b ased   s y s tem   to   id en tify   ab n o r m al  f l o ws  in   th e  n etwo r k   [ 2 0 ] .   T h e  m eth o d o lo g y   in cl u d ed   p r e p r o ce s s in g   with   Z - s co r e  n o r m aliza tio n ,   f ea tu r e   s elec tio n   with   a   r eg r ess io n   ap p r o ac h   to   r ed u c e  th e  co m p lex ity   o f   t h e  alg o r ith m s ,   an d   tr ain ed   en s em b le   m o d els  u s in g   th e   r an d o m   f o r est  an d   b o o s tin g   alg o r ith m s .   T ests   o n   b en ch m ar k   p r o b lem s   attain ed   m o r e  th a n   9 9 . 8   ac cu r ac y   with   lo w  d etec tio n   laten cy ,   wh ich   was b etter   th an   cu r r en t p r ac tic es .       3.   P RO P O SE D  WO RK   T h e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   i s   b ased   o n   a  s y s tem atic  s eq u en ce   o f   wo r k   th at  in clu d es  f l o w - b ased   tr af f ic  co n s tr u ctio n   u s in g   th e   C SE - C I C - I DS2 0 1 8   d ata.   T o   im p r o v e  th e   q u ality   o f   d ata   an d   its   co n tex tu al   r ep r esen tatio n ,   d ata   clea n in g ,   im p u tatio n ,   n o r m aliza tio n ,   a n d   tem p o r al  en r ich m en t  ar e  u s ed .   Gr ap h - b ased   f ea tu r e  s elec tio n   f in d s   s tr u ctu r ally   in f lu en tial  f ea tu r es,  wh ich   ar e  co n v er te d   in to   th e  laten t  em b ed d in g s   th r o u g h   co n tr asti v e  Siam ese  lear n in g .   A  g r ap h - g u id e d   s p ar s e  tr an s f o r m er   o p tim ized   b y   im b alan ce   awa r e  lo s s   f u n ctio n s   is   u s ed   to   c o n d u ct  f i n al  in tr u s io n   class if icatio n   wh ich   allo ws ac cu r ate  an d   r ea l tim e  d etec tio n .     3 . 1 .    Da t a s et   des cr iptio n a nd   t ra f f ic  f lo w  co ns t ruct io n   T h e  in tr u s io n   d etec tio n   f r am e wo r k   p r o p o s ed   is   test ed   o n   th e  C SE - C I C - I DS2 0 1 8   d ataset   wh ich   is   am o n g   th e  m o s t  co m p lete  a n d   r ea lis tic  b en ch m ar k   d atasets   th at  ex is t  to   co n d u ct  r esear ch   o n   n etwo r k   in tr u s io n   d etec tio n   [ 2 1 ] .   T h i s   d ata  was  cr ea ted   t o   r e p r esen t  r ea l - life   e n ter p r is e  n etwo r k   co n d itio n s   a n d   co m p r is es  n o t  o n ly   a  b r o ad   v ar iety   o f   b e n ig n   tr af f ic  b u t   also   v ar io u s   ty p es  o f   m o d e r n   cy b er - attac k s .   I t   in clu d es  m o r e  th an   o n e  m illi o n   n etwo r k   f lo w  r ec o r d s ,   all  o f   wh ich   h av e  a  r ich   s et  o f   tr af f ic  r elate d   attr ib u tes  in clu d in g   p ac k et  s tatis tics ,   p r o to co l  b eh a v io r ,   an d   tim in g   in f o r m atio n .   Div er s ity   an d   s ize  o f   th e  d ataset  r e n d er   it  esp ec ially   ap p r o p r iate  to   te s t  s o p h is ticated   m eth o d o lo g ies  o f   in tr u s io n   d etec tio n   in   th e   co n d itio n s   o f   r ea l   o p er atio n s .     = { | ( , , ) = ( , , ) , | − | ≤  }   ( 1 )     W h er e    is   th e   ℎ   b id ir ec tio n al   tr a f f ic  f lo w,     is   th e  p ac k et  ; ,   ar e   s o u r ce   an d   d esti n atio n   a d d r ess es,    is   th e  p r o to co l  t y p e,     is   th e  p a ck et  tim estam p   an d      ad ap tiv e  tim e  win d o w.   As  o p p o s ed   to   ex am in in g   r aw  p ac k ets s ep ar ately ,   th e  p r o p o s ed   s o lu tio n   b r ea k s   d o w n   n etw o r k   tr af f ic  in to   two - wa y   f lo w  s ess io n s .     3 . 2 .     Da t a   clea nin g   a nd   inte g rit y   v a lid a t io n   T h e  q u ality   o f   d ata  is   f u n d am en tal  to   en s u r in g   th e  s u cc ess   o f   an y   I DS,   esp ec ially   in   th e  ca s e  o f   b ig   an d   h eter o g e n eo u s   n etwo r k   tr af f ic  d ata.   T h e   q u ality   o f   th e  d ata  co n tain ed   in   t h e  C SE - C I C - I DS2 0 1 8   d ataset   ca n   s till   in clu d e  u n n ec ess ar y   r ec o r d s ,   m alf o r m ed   f lo ws  o r   in co n s is ten cies  ad d ed   b y   d ata  ca p tu r es  an d   ag g r eg atio n s .   I n   o r d er   to   r eso l v e  th ese,   an   ef f ec tiv e   p r o ce s s   in   d ata   clea n in g   an d   i n teg r ity   v er if icatio n   c o n ce p t   is   em p lo y ed   b ef o r e  b ein g   an aly ze d   f u r th er .   T h e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   u s es  d en s ity - b ased   n eig h b o r h o o d   v alid atio n   to   d eter m i n e  r e d u n d an t  o r   an o m alo u s   f lo w  r ec o r d s   r ath er   t h an   tr a d itio n al  d u p li ca te  r em o v al   wh ich   u s es  th e  ex ac t  m atch i n g   o f   th e  d u p licates.  T h is   s ch em e  an aly s es  th e  lo ca l  n eig h b o r h o o d   s tr u ctu r e  o f   tr a f f ic   f lo ws  in   th e  f ea tu r e  s p ac e  an d   elim in ates  r ec o r d in g s   th at  h av e  an   ab n o r m ally   lar g e  s im ilar ity   d en s ity   wh ich   ten d s   to   r ep r esen t   d u p licatio n   ar tifa cts  o r   lo g g in g   ar tifa cts.  Als o ,   f lo w  r ec o r d s   co n t ain in g   in c o n s is ten t   p r o to co l   f ield s ,   in v alid   tim estam p s   o r   i n v alid   attr ib u te  v alu es  ar e  id en tifie d   b y   i n teg r ity   ch ec k s   en f o r ce d   b y   r u les  an d   f ix e d   o r   elim in ate d .   T h is   v alid atio n   p r o ce d u r e  g u a r an tees  th at  th e   r em ai n d er   d at a  is   tr u e   to   th e   r ea l   n etwo r k   ac tiv ity ,   s o   th er e  is   le s s   b ias  an d   n o is e  d o es  n o t  n eg ativ ely   im p ac t  o n   th e  s u b s eq u en t  lear n in g   p h ases   [ 2 2 ] – [ 2 5 ] .     ( ) = ∑ ( | | − | | ≤ ) = 1         ( 2 )     W h er e   ( )   is   th e  lo ca l   d en s ity   o f   s am p le  ; ,   ar e   tr af f ic   f lo w   f ea t u r e  v ec to r s ,     is   th e   n eig h b o r h o o d   r ad iu s   an d   ( ⋅ )   is   th e  in d icato r   f u n ctio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         Gra p h - g u i d ed   co n tr a s tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r e  fo r   r o b u s t a n d   ex p l a in a b le   …   ( A r ch a n a   J a y a p a l )   701   3 . 3 .     Da t a   i m pu t a t io n a nd   f e a t ure  no rm a liza t io n   T h e  d atasets   co llected   b y   th e   n etwo r k   tr a f f ic  ar e   o f te n   ch a r ac ter ized   b y   th e  p r esen ce   o f   m is s in g   o r   in co m p lete  v alu es  b ec a u s e  o f   p ac k et  lo s s ,   p er f o r m an ce   c o n s tr ain ts   o f   m o n ito r i n g ,   o r   s en s o r   f ailu r es.  Su ch   r ec o r d s   s h o u ld   n o t  b e  i g n o r e d   o r   s im p lis tic  im p u tatio n   s tr ateg ies  s h o u ld   b e  u s ed   to   p r o d u ce   a  d is to r ted   d is tr ib u tio n   o f   f ea tu r es  a n d   p o o r   p e r f o r m an ce   o f   m o d els.  W h er e  th e  n u m e r ical  v alu es  ar e  m is s in g   in   th e   p r o p o s ed   wo r k f l o w,   a  K - n e ar est  n eig h b o r s   ( KNN)   b ase d   s im ilar ity   im p u tatio n   m et h o d   is   u s ed .   T h is   tech n iq u e  f in d s   clu s ter s   o f   t h e  tr af f ic  f lo ws  th at  s h ar e  th e  s am e  b eh av io r al  p r o p er ties   an d   ap p r o x im ates  m is s in g   v alu es  u s in g   th e  lo ca l  s tr u ctu r e  o f   th e  d ata,   h en ce   m ain tain s   th e  in h er en t  r e latio n s h ip s   am o n g   attr ib u tes  [ 2 6 ] .   Af ter   im p u tatio n ,   th e  n o r m aliza tio n   o f   f ea t u r es  is   u n d er tak e n   in   o r d er   to   p r o v i d e  n u m er ical  s tab ilit y   an d   u n if o r m   ac co u n ti n g   o f   f ea tu r es.     ̂ , = 1 ∑ , ∈ ( )          ( 3 )     W h er e  ̂ ,   r ep r esen ts   th e  im p u t ed   v alu e  o f   f ea tu r e  , ( )   is   th e  s et  o f     n ea r est  n eig h b o r s   an d   ,   is   f ea tu r e    o f   n eig h b o r   .     ′ = − 1 ( ( ) )              ( 4 )     Her e,     is   th e  o r ig in al  f ea tu r e  v alu e,   ( )   is   th e  em p ir ical  cu m u lativ e  d is tr ib u tio n   f u n ctio n ,   − 1 ( ⋅ )   is   th e  in v er s e  tar g et  q u an tile  f u n ctio n   an d   ′   is   th e  n o r m alize d   f ea t u r e.   Fig u r e  1   illu s tr ates  th e  ar ch itectu r e  o f   th e   p r o p o s ed   GC T - I DS f r am ewo r k .           Fig u r e  1 .   GC T - I DS  s y s tem   ar ch itectu r e       3 . 4 .     F e a t ure  enco din g   a nd   t em po ra l e nrichm ent   So m e  o f   th e   ca teg o r ical   attr ib u tes  in   th e   d ataset,   e. g . ,   p r o t o co l  ty p e   an d   s er v ice   id en tifie r s   ar e  n o t  p r o ce s s ab le  d ir ec tly   b y   lear n in g   alg o r ith m s .   I n   o r d er   to   e n co d e  th ese  attr ib u tes  ef f icien tly   th e  s u g g ested   m eth o d o l o g y   ap p lies   tar g et - g u id ed   s tatis tical  en co d in g .   T h e  en co d i n g   m eth o d   s u b s titu tes  ca teg o r ical  v al u es  with   s tatis tica lly   o b tain ed   est im ates  d ep en d in g   o n   th eir   co n d itio n al  ass o ciatio n   with   th e  class   n am es  an d   p er m its   th e  m o d el   to   r ec o r d   d is cr im in ativ e  in f o r m atio n   with   litt le  o r   n o   m aj o r   g r o wth   o f   d i m en s io n ality .   T h is   m eth o d   will  p r ev en t  th e  s p a r s ity   an d   s ca lab ilit y   ch allen g es  th at  o n e - h o t  en co d in g   is   k n o wn   to   b r in g   in   lar g e   d atasets .   I n   ad d itio n   to   th e  u s e  o f   s tatic   f ea tu r e  r ep r esen tatio n ,   th e  u s e  o f   tem p o r al   d y n a m ics  is   im p o r tan t  in   th e  s ep ar atio n   o f   b en i g n   b e h av io r   an d   th e  m alicio u s   ac tiv ity   f o r   au to m atio n .   I n   o r d er   to   ex tr ac t  th ese  d y n am ics,  t h e  m et h o d o lo g y   e m p lo y s   tem p o r al   en r ich m en t  in   ter m s   o f   m u lti - s ca le  s lid in g   win d o w  an al y s is .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   1 5 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   6 9 8 - 7 0 8   702   E n tr o p y   ch a n g e,   in ter - a r r iv al  tim e  v o latilit y   an d   b u r s t  in te n s ity   ar e  tem p o r al  d escr ip to r s   ca lcu lated   o n   b o th   s h o r t  ter m   an d   lo n g - ter m   wi n d o ws.  T h ese  ch ar ac ter is tics   allo w  th e  s y s tem   to   s im u la te  ch an g in g   tr af f ic  p atter n s   an d   b ein g   ab le   to   d et ec t  s u b tle  tim e  v ar iatio n s   lin k ed   to   r ec o n n aiss an ce ,   b r u te  f o r ce   ef f o r ts   o r   lo w   r ates  attac k s .   T em p o r al  e n r ich m en t  is   a  p ar ticu lar ly   u s ef u l   a p p r o ac h   in   co n tex tu alizin g   th e  n etwo r k   ac tiv ity ,   as we ll a s   p r o v id in g   b etter   d et ec tab ilit y   o f   th e  in tr u s io n   s ce n ar io s   o f   a  m o r e  s o p h is ticated   n atu r e.     ( ) = [ | = ]     ( 5 )     ( )   is   th e  en co d ed   v alu e  f o r   ca teg o r y   ;   is   th e  class   lab el  an d     is   th e  ca teg o r ical  f ea tu r e.     = − ∑ l og = 1      ( 6 )       is   th e  en tr o p y   with in   tim e   win d o w  ,   is   th e  p r o b ab ilit y   o f   p a ck et  ev en t     an d     is   th e  n u m b er   o f   ev en ts   in   win d o w.     3 . 5 .     G ra ph - ba s ed  f ea t ure  s elec t io n   T h e  h ig h ly   d im e n s io n al  f ea tu r e  s p ac es  ar e  p r o n e  to   r ed u n d an cy   an d   c o m p u tin g   in ef f ici en cy   an d   th er ef o r e   r ed u ctio n   ca n   b e  a  v er y   cr u cial  p h ase  o f   th e  in tr u s io n   d etec tio n   p r o ce s s .   Un lik e  th e  r elev an ce - b ased   o r   elim in atio n - b ased   s elec tio n   m eth o d s ,   th e  f r am ew o r k   i n   q u esti o n   u s es  a  g r ap h - b ased   f ea tu r e  s elec tio n   ap p r o ac h .   Her e,   f ea tu r es  ar e   r ep r esen ted   as  th e  n o d es  o f   a  f ea tu r e  i n ter ac tio n   g r ap h ,   f ea tu r es  th at  ar e   s tatis t ically   d ep en d en t  o n   ea ch   o th er   illu s tr ated   as th e  ed g es o f   th e  g r ap h .     ( ) = ∑  ⋅ ( ) = 1         ( 7 )     W h er e  ( )   is   th e  ce n tr ality   s co r e  o f   f ea tu r e  n o d e  ;    is   th e  ad jace n cy   m atr ix   an d     is   th e  n u m b er   o f   f ea tu r es.  T h is   g r ap h   is   an al y ze d   u s in g   s p ec tr al  ce n tr ality   an aly s is   in   o r d e r   to   d eter m in e  th e  s tr u ct u r al   in f lu en tial  f ea tu r es  th at  ar e  ce n tr al  to   th e   en tire   in te r ac tio n   n etwo r k .   Attr ib u tes  th at  h av e   a  h ig h   ce n tr ality   ar e   k ep t,  as th ey   p la y   an   im p o r tan t r o le  in   th e  g e n er al  r e p r esen ta tio n   o f   tr af f ic  b eh a v io r .   T h is   g r ap h - b ased   p r o ce s s   o f   s elec tio n   is   n o t  o n ly   a   d im en s io n ality   r ed u cti o n   alg o r ith m   b u t   also   ten d s   to   r etain   co m p lex   r elatio n s h i p s   b etwe en   f ea tu r es  th at  ar e  f r e q u en tly   ig n o r ed   b y   o th e r   s elec tio n   tech n iq u es.  C o n s eq u en tly ,   th e  ch o s en   f ea tu r e   s et  is   n o t  o n ly   s m all  b u t  also   in f o r m ativ e  an d ,   th er e f o r e,   en h an ce s   b o t h   co m p u tatio n al  ef f icien cy   an d   d etec tab ilit y .     3 . 6 .     P r o po s ed  g ra ph - g uid ed  co ntr a s t iv e  t ra ns f o r m er   ( G C T - I DS)   T h e  last   s tag e  o f   clas s if icatio n   is   ca r r ied   o u t  with   th e  h elp   o f   th e  p r o p o s ed   g r ap h - g u id ed   c o n tr asti v e  tr an s f o r m er   th at   is   k n o wn   as   GC T - I DS.  T h e  m o d el   co m b i n es  th e  b e n ef its   o f   g r ap h - in s p ir ed   f ea tu r e  s elec tio n   an d   co n tr asti v e  r ep r esen tatio n   lear n in g   an d   th e  e x p r ess iv ity   o f   tr an s f o r m e r - b ased   m o d els.  T r an s f o r m e r   en co d er   u s es  s p ar s e  s elf - atten tio n ,   an d   it  is   ab le  to   lear n   g lo b al  d ep en d e n cy   ac r o s s   tr af f ic  em b ed d in g s   at  lo w   co m p u tatio n .      ( , , ) =   ( √ ⊙ )          ( 8 )     w h er e  , ,   ar e  q u er y ,   k ey ,   v alu e  m atr ices,    is   th e  k ey   d im en s io n ,     is   th e  s p ar s ity   m ask   an d   ⊙   is   th e   elem en t - wis e  m u ltip licatio n .   As  o p p o s ed   to   r ec u r r en t  a r ch itectu r es,  th e  tr a n s f o r m er   p r o ce s s es  em b ed d in g s   p ar allel  to   ea ch   o th er ,   wh ich   m ea n s   th at  th ey   ca n   b e  tr ain e d   an d   in f er r ed   f aster .   T h e  atten tio n   m ec h an is m   is   d y n am ically   c alcu lated   an d   weig h s   v ar ied   co m p o n en ts   o f   th e  ac q u ir ed   r ep r esen tatio n s   wh ich   e n ab les  th e   m o d el  to   co n ce n tr ate  o n   m o s t   p er tin en t  p atter n   o f   b eh av io r   in   in tr u s io n   class if icatio n .   T h e  R an g er   o p tim izer   is   u s ed   to   p er f o r m   m o d el   o p ti m izatio n ,   an d   it  is   a   co m b in at io n   o f   r ec tifie d   ad a p tiv e  m o m en t  esti m atio n   an d   lo o k ah ea d   s tr ateg ies  to   en h an ce   co n v er g e n ce   s tab ilit y .   Mo r eo v er ,   f o ca l  lo s s   is   u s ed   in   th e   tr ain in g   p r o ce s s   to   d ea l  with   th e   p r o b lem   o f   th e  im b alan ce   b etwe en   class es   b y   f o cu s in g   o n   th o s e   m in o r ity   attac k s   th at   ar e   d if f icu lt  to   class if y .   C o llectiv ely ,   th e   ab o v e  d esig n   d ec is io n s   ca n   lead   t o   a   s tr o n g   an d   s ca lab le  in tr u s io n   d etec to r   m o d el  th at  ca n   p er f o r m   well  ag ain s t d y n am ic  a n d   v ar io u s   th r ea ts   in   th e  n etwo r k .      = − ( 1 − ) l og ( )           ( 9 )     wh er e    is   th e  p r e d icted   p r o b ab ilit y   f o r   tr u e   class ,     is   th e  class   b alan cin g   f ac to r ,   an d     is   th e  f o cu s in g   p ar am eter .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         Gra p h - g u i d ed   co n tr a s tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r e  fo r   r o b u s t a n d   ex p l a in a b le   …   ( A r ch a n a   J a y a p a l )   703   Alg o r ith m   1 .   Gr ap h - g u id e d   co n tr asti v e   tr an s f o r m er - b ased   in t r u s io n   d etec tio n   ( GC T - I DS)   Input:  Raw network traffic packets  = { 1 , 2 , … , } , time window  Δ , number of neighbors  ,           graph threshold  , contrastive margin    Output:  Predicted traffic class  ̂ ∈ {   ,  }   1. Flow Construction:  Group packets into bidirectional flows using     = { | ( , , ) = ( , , ) , | − | ≤ Δ }   2. For   each flow feature vector  , compute local density  ( ) = ∑ ( | | − | | ≤ ) = 1     Remove flows with abnormal density.   3. For   missing feature    in flow  , estimate using  ̂ , = 1 ∑ , ∈ ( )   4. Apply   quantile normalization  ′ = − 1 ( ( ) )   5. Encode   categorical feature    using  ( ) = [ | = ]   6. Compute   entropy over sliding window  = − ∑ lo g = 1   7. Construct   feature interaction graph  ( , )     Compute centrality:  ( ) = ∑  ⋅ ( ) = 1     Select top - central features.   8. Generate   embeddings  ,   using Siamese encoder     Optimize contrastive loss   = ⋅ 2 + ( 1 − ) ⋅ max ( 0 , − ) 2   9. Apply  sparse self - attention      ( , , ) =    ( √ ⊙ )   10. Compute   focal loss:   = − ( 1 − ) lo g ( )     Update parameters using Ranger optimizer.   11. Assign   class label:  ̂ = arg max ( | )   Return   ̂   End Algorithm   standards.       4.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   I n   th e  p r o p o s ed   GC T - I DS,  i t  is   th e  wo r k in g   p r in cip le  b ased   ar o u n d   th e  tr an s f o r m ati o n   o f   r aw   n etwo r k   t r af f ic  i n to   s em an tic ally   r ich   r ep r esen tatio n s   th at   ca n   b e  u s ed   to   p er f o r m   ac c u r ate  an d   r ea l - tim e  d etec tio n   o f   in tr u s io n s .   T o   en s u r e  th e  r eliab ilit y   an d   r o b u s tn ess   o f   th e  p r o p o s ed   GC T - I D S  m o d el,   ex ten s iv e  s tatis t ical  v alid atio n   was  p er f o r m ed .   T h e  en tire   e x p er im e n tal  p ip elin e,   in cl u d in g   d ata  p r ep r o ce s s in g ,   s tr atif ied   d ata  s p litt in g ,   m o d el  tr ain i n g ,   an d   ev alu atio n ,   was  ex ec u ted   1 0   in d e p en d e n t  tim es.  I n   ea ch   r u n ,   r an d o m   in itializatio n   an d   d ata  s h u f f lin g   wer e  a p p lied   wh ile  m ain tai n in g   c o n s is ten t  s tr atif ied   tr ain in g ,   v ali d atio n ,   an d   test in g   s p lits   to   en s u r e  f air n ess   an d   r e p r o d u cib ilit y .   T h e  p e r f o r m an ce   o f   th e   m o d el  was  ev alu ate d   u s in g   s ta n d ar d   class if icatio n   m etr ics,   in clu d in g   Acc u r ac y ,   Pre cisi o n ,   R ec all,   an d   F1 - s co r e.   T h e  r esu lts   o f   th ese  test s   co n f ir m   th at  th e  p er f o r m an ce   im p r o v em e n ts   ac h iev e d   b y   G C T - I DS  ar e  s tatis tically   s ig n if ican t  ( p   <  0 . 0 5 )   ac r o s s   all  ev al u atio n   m etr ics.   T h is   d em o n s tr ates  th at  th e  p r o p o s ed   m o d el  c o n s is ten tly   o u tp er f o r m s   ex is tin g   ap p r o ac h es  an d   th at  t h e   im p r o v em e n ts   ar e  n o t  d u e  to   r an d o m   v a r iatio n .   Fig u r e  2   s h o ws  th e  to tal  d etec tio n   p er f o r m an ce   o f   th e   p r o p o s ed   GC T - I DS  m o d el  i n   v ar i o u s   m etr ics  o f   e v alu a tio n .   Fig u r e   3   d ep icts   th e   p er f o r m a n ce   o f   th e   s u g g ested   GC T - I DS  m o d el  in   ter m s   o f   th e  d etec tio n   o f   v ar io u s   ty p es  o f   tr af f ic.   T h e  f in d in g s   r ev ea l  a  h ig h   lev el  o f   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e  in   b o th   b e n ig n   a n d   m alicio u s   class e s   th at  s h o ws  a  b alan ce d   ab ilit y   in   d etec tio n .   T h e  f r eq u e n t  attac k   ty p es  th at  th e  m o d el  p er f o r m ed   well  in clu d e  Do S,  DDo S  an d   Po r tScan ,   wh ich   in d icate   th at  th e  m o d el  was  ef f ec tiv e  in   d etec tin g   a  p r ev alen t  p atter n   o f   in tr u s io n .   T h e  f r am ewo r k   its elf   co n tin u es  to   r ec o r d   g o o d   p er f o r m an ce   o f   lo w - f r e q u en c y   an d   s tealth y   attac k s   lik e  in f iltra tio n   an d   Slo wlo r is   wh ich   ar e  ty p ically   c h allen g in g   to   tr ac e  s in ce   th e y   h av e   s m all  b eh av io r al  p r in ts .     T h e  r an k in g s   o f   s u ch   attac k s   ar e  s lig h tly   lo wer   y et  th ey   ar e   s till   well  ab o v e  th e  r an g e  o f   ac ce p tab le  lev els  wh ich   p o in t  to   s tr o n g   g en er aliza tio n .   T h is   u n iv er s al  b eh av io r   in   r esp o n s e  to   th e  class es   m ay   b e  ex p lain ed   b y   c o n tr asti v e  r e p r esen tatio n   lear n in g   m ec h a n is m ,   wh ich   im p r o v es  d is cr im in atio n   b etwe en   tr a f f ic  b eh av io r s ,   an d   tr an s f o r m er - b a s ed   g lo b al  d ep en d en cy   m o d elin g   th at  in c o r p o r ates  f in e  v ar i atio n s   am id   tr af f ic   f lo ws.  Fig u r e  4   is   th e  co m p ar is o n   b etwe en   th e  p r o p o s ed   GC T - I DS  an d   th e  tr ad itio n a l  m ac h in e  lear n in g   m o d el  an d   th e  d ee p   lear n i n g - b ased   in tr u s io n   d etec tio n   m o d els.  C las s ical  m eth o d s   lik e  th e  lo g is tic  r eg r ess io n   an d   d ec is io n   tr ee s   h a v e  p o o r   p er f o r m an ce   b ec au s e  th e y   ca n n o t  p r o v id e   a  n o n lin ea r   r elatio n s h ip   an d   tem p o r al   r elatio n s h ip .   R an d o m   f o r est  an d   g r a d ien t  b o o s tin g   ar e  e n s em b le  m eth o d s   th at  ca n   b e  u s ed   to   en h a n ce   ac cu r ac y ,   n o n eth eless ,   th ese  m eth o d s   r em ain   in s u f f icien t  wh en   ap p lied   in   co m p lex   an d   d y n am ic  tr af f ic  p atter n s .   Fig u r e  5   a n aly s es  th e  s tr en g th   o f   GC T - I DS  to   v a r io u s   ty p es  o f   attac k s .   Dete ct  r ate  o f   th e  p r o p o s ed   f r am ewo r k   is   alwa y s   h ig h   i n   t er m s   o f   b r u te - f o r ce ,   d en ial - of - s er v ice,   s ca n n in g ,   a n d   a p p lic atio n - lay er   attac k s ,   wh ich   in d icate s   th e  f lex ib ilit y   o f   th e  p r o p o s ed   f r a m ewo r k .   I t  is   in ter esti n g   to   n o te  th at  lo w  r ate  an d   s tealth y   attac k s   lik e  SQL  in jectio n ,   X SS   o r   s lo w  HT T P  attac k s   h av e  a  d etec tio n   r ate  o f   o v er   9 7   t h at  m o s t  tr ad itio n al   I DS  m o d els  ca n n o t  d etec t.  T h is   s tr en g th   ca n   b e  cr ed ited   to   t em p o r al  en r ic h m en t  an d   co n tr asti v e  lear n in g   th at   h elp   th e  s y s tem   to   o b s er v e  s lo w  an d   s u b tle  ch a n g es o f   n o r m al  b eh av io r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   1 5 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   6 9 8 - 7 0 8   704       Fig u r e  2 .   I n tr u s io n   d etec tio n   m etr ics           Fig u r e  3 .   C lass - wis e  d etec tio n   p er f o r m an ce   m et r ics           Fig u r e  4 .   Mo d el  p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         Gra p h - g u i d ed   co n tr a s tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r e  fo r   r o b u s t a n d   ex p l a in a b le   …   ( A r ch a n a   J a y a p a l )   705       Fig u r e  5 .   Dete ctio n   r ates b y   at tack   ty p e       T h e  f ac t  t h at  th e   d is tr ib u ted   attac k s   h av e  a   h ig h   d etec tio n   r ate  is   y et   an o th e r   in d icatio n   th at  th e  tr an s f o r m er   g lo b al   atten tio n   m ec h an is m   is   ab le  to   ca p tu r e   co r r elate d   p atter n s   at  th e  tr a f f ic  f lo ws.  I n   g en er al,   T ab le  1   g iv es  th e  p er f o r m a n c e  o f   GC T - I DS  in   co m p ar is o n   with   o th er   m ac h in e  lear n in g   an d   d ee p   lear n in g   m o d els  in   ter m s   o f   tr ai n in g   tim e,   test in g ,   an d   m em o r y   u s e.   Alth o u g h   th e  tr a d itio n al  m o d els  h av e  lo wer   co m p u tatio n al  co s t,  th ey   d o   n o t h av e  g o o d   d etec tio n   ac cu r a cy .   T h e  ad v an ce d   co m p u tatio n al  o v er h ea d   o f   d ee p   lear n in g   m o d els  in   co m p ar i s o n   to   s im p le  ar ch itectu r es  an d   p r o ce s s in g   in   a  s eq u en ce   in cr ea s es  th e  co m p u tatio n al  o v er h ea d s .   T ab le  2   s h o ws  th e  p e r f o r m an c e  o f   GC T - I DS  in   ter m s   o f   tem p o r al  g en er aliza tio n   in   th e   v ar io u s   tim e   s eg m en ts   an d   tr af f ic  lo ad   s it u atio n s .   T h e  m o d el  h as  a  h i g h   lev el  o f   ac cu r ac y   an d   r ec all  d u r in g   m o r n in g ,   af ter n o o n ,   ev e n in g ,   an d   n ig h t t im es,  wh ich   is   h ig h ly   tem p o r a l stab le.       T ab le  1 .   C o m p u tatio n al  p e r f o r m an ce   ev alu atio n   M o d e l   Tr a i n i n g   T i me  ( s)   Te st i n g   Ti m e   ( s)   M e m o r y   U sa g e   ( M B )   R a n d o m F o r e s t   1 1 8   21   6 4 0   G r a d i e n t   B o o st i n g   1 8 5   29   7 1 0   X G B o o st   2 1 0   34   8 2 0   C N N   2 6 5   42   9 1 0   LSTM   2 9 5   48   9 8 0   B i LST M   3 2 2   53   1 0 4 0   Tr a n sf o r mer   3 0 8   46   1 0 2 0   A u t o e n c o d e r - C N N   2 8 0   44   9 6 0   H y b r i d   D L   3 3 5   58   1 1 0 0   G C T - I D S   3 1 5   49   1 0 5 5       T ab le  2 .   T em p o r al  g en er aliza t io n   p er f o r m a n ce   Ti me   S e g me n t   A c c u r a c y   ( %)   R e c a l l   ( %)   M o r n i n g   9 9 . 2 1   9 9 . 0 5   A f t e r n o o n   9 9 . 0 8   9 8 . 9 4   Ev e n i n g   9 9 . 1 2   9 8 . 9 7   N i g h t   9 8 . 9 7   9 8 . 8 3   W e e k d a y   9 9 . 1 5   9 9 . 0 1   W e e k e n d   9 9 . 0 4   9 8 . 8 9   P e a k   Tr a f f i c   9 8 . 8 8   9 8 . 7 1   Off - P e a k   9 9 . 2 4   9 9 . 1 2   H i g h   L o a d   9 8 . 9 2   9 8 . 7 6   Lo w   L o a d   9 9 . 3 1   9 9 . 1 8       5.   CO NCLU SI O N   T h e  p ap e r   in tr o d u ce d   a   GC T - I DS  wh ich   is   aim ed   at  o v e r co m in g   th e  s h o r tco m i n g s   o f   t h e  cu r r e n t  I DS  m o d els  in   m an ag in g   co m p lex ,   h ig h - d im en s io n al  an d   ch an g in g   n etwo r k   tr af f ic.   T h e  in ter ac tio n   m o d elin g   o f   g r a p h - b ased   f ea tu r es,  co n tr asti v e  r ep r esen tatio n   lear n in g   an d   s p ar s e  s elf - atten tio n   tr an s f o r m er s   ar e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   1 5 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   6 9 8 - 7 0 8   706   in co r p o r ated   in to   t h e  p r o p o s e d   f r am ewo r k ,   wh ich   is   ef f ec tiv ely   ca p ab le  o f   ca p tu r in g   g lo b al  d ep en d en cies  as  well  as  wea k   an o m alies  o f   b eh av io r .   An   e x p er im e n t  o n   th e  C SE - C I C - I DS2 0 1 8   d ataset  p r o v es  th at  GC T - I DS  p er f o r m s   b etter   th an   th e  t r ad itio n al  m ac h in e   lear n i n g   a n d   d ee p   lear n in g - b ased   I DS  m eth o d s   in   ter m s   o f   d etec tio n   ac cu r ac y   ( 9 9 . 1 2 ) .   T h e  f in d in g s   af f ir m   th at  th e  p r o p o s ed   m o d el  p r o v id es  a  s o lid ,   s ca lab le  an d   ex p lain ab le  s o lu tio n   t o   th e  cu r r en t  n etwo r k   s ec u r ity   s ettin g s .   I ts   ca p ab ilit y   to   s u s tain   g o o d   p er f o r m a n ce   in   d etec tio n   o f   v ar io u s   f o r m s   o f   attac k s   an d   tim e  v ar iatio n   f ea tu r es  r en d er   it  ap p licab le  in   th e  r ea l  wo r ld .   T h e   cu r r en t   s tu d y   ca n   b e  e x p an d ed   b y   f u tu r e   r esear ch   to   in c lu d e  f e d er ated   lear n in g   to   p r o m o te   d is tr ib u ted   in tr u s io n   d etec tio n   a n d   p r iv ac y - s en s itiv e  in tr u s io n   d etec tio n .   T h e   im p lem e n tatio n   o f   o n lin e   lear n i n g   m ec h an is m s   co u ld   also   in cr ea s e  f lex ib ilit y   to   n ew  th r ea ts .   Als o ,   th e  f r am ewo r k   ca n   b e  a p p lied   in   th e  co n tex t  o f   m u lti - m o d al  s ec u r ity   d ata  a n d   ed g e - b ased   d ep lo y m en t  ap p licatio n s ,   wh ich   ar e  p r o s p ec t s   in   d ev elo p i n g   th e   n ex t - g en e r atio n   I DS sy s tem s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       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   Ar ch an a  J ay ap al   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓   ✓   Kam alak k an n a n   So m asu n d ar am   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     Ar u n   Ku m ar   R am am o o r th y     ✓         ✓   ✓       ✓   ✓     ✓       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.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   a v aila b i lit y   is   n o t   a p p li ca b le   t o   t h is   p ap er   as   n o   n e w  d a t a  w er e  cr ea te d   o r   an al y z e d   i n   t h is   s t u d y .         R E FE R E N C E S   [ 1 ]   I .   M a h m o u d i ,   D .   E .   B o u b i c h e ,   S .   A t h man i ,   H .   T o r a l - C r u z ,   a n d   F .   I .   C h a n - P u c ,   “ T o w a r d   g e n e r a t i v e   A I - b a sed   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e ms f o r   t h e   I n t e r n e t   o f   V e h i c l e s   ( I o V ) , ”   Fu t u re  I n t e rn e t ,   v o l .   1 7 ,   n o .   7 ,   p .   3 1 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / f i 1 7 0 7 0 3 1 0 .   [ 2 ]   B .   X i a n g ,   R .   Z h e n g ,   K .   Zh a n g ,   C .   Li ,   a n d   J.   Z h e n g ,   “ F F T - R D N e t :   A   t i me - f r e q u e n c y - d o ma i n - b a s e d   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   m o d e l   f o r   I o T  sec u r i t y , ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 5 ,   n o .   1 5 ,   p .   4 5 8 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 5 1 5 4 5 8 4 .   [ 3 ]   M .   M .   M a h m o u d ,   Y .   O .   Y o u ssef,  a n d   A .   A .   A b d e l - H a mi d ,   “ X I 2 S - I D S :   A n   e x p l a i n a b l e   i n t e l l i g e n t   2 - st a g e   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e m, ”   F u t u re   I n t e r n e t ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,   p .   2 5 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / f i 1 7 0 1 0 0 2 5 .   [ 4 ]   H .   P e n g ,   C .   W u ,   a n d   Y .   X i a o ,   “ F D - I D S :   F e d e r a t e d   l e a r n i n g   w i t h   k n o w l e d g e   d i s t i l l a t i o n   f o r   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   i n   n o n - I I D   I o T  e n v i r o n m e n t s, ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 5 ,   n o .   1 4 ,   p .   4 3 0 9 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 5 1 4 4 3 0 9 .   [ 5 ]   M .   A l   R a w a j b e h ,   A .   J.   M a r i a   S o o sai ,   L.   K .   R a m a sam y ,   a n d   F .   K h a n ,   “ Tr u st w o r t h y   a d a p t i v e   A I   f o r   r e a l - t i m e   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   i n   i n d u st r i a l   I o T   sec u r i t y , ”   I n t e r n e t   o f   T h i n g s ,   v o l .   6 ,   n o .   3 ,   p .   5 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i o t 6 0 3 0 0 5 3 .   [ 6 ]   N .   Te r a w i ,   H .   I .   A sh q a r ,   O .   D a r w i s h ,   A .   A l so b e h ,   P .   Z a h a r i e v ,   a n d   Y .   Ta sh t o u s h ,   “ En h a n c e d   d e t e c t i o n   o f   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy st e m  i n   c l o u d   n e t w o r k s  u si n g   t i me - a w a r e   a n d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s, ”   C o m p u t e rs ,   v o l .   1 4 ,   n o .   7 ,   p .   2 8 2 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c o m p u t e r s 1 4 0 7 0 2 8 2 .   [ 7 ]   F .   A l s e r h a n i ,   “ I n t r u s i o n   d e t e c t i o n   a n d   r e a l - t i me   a d a p t i v e   s e c u r i t y   i n   me d i c a l   I o T  u s i n g   a   c y b e r - p h y s i c a l   sy s t e m   d e si g n , ”   S e n s o rs ,  v o l .   2 5 ,   n o .   1 5 ,   p .   4 7 2 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 5 1 5 4 7 2 0 .   [ 8 ]   E.   A l a l w a n y ,   B .   A l sh a r i f ,   Y .   A l o t a i b i ,   A .   A l f a h a i d ,   I .   M a h g o u b ,   a n d   M .   I l y a s,  “ S t a c k i n g   e n sem b l e   d e e p   l e a r n i n g   f o r   r e a l - t i me   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   i n   I o M T   e n v i r o n m e n t s,”   S e n s o rs ,   v o l .   2 5 ,   n o .   3 ,   p .   6 2 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 5 0 3 0 6 2 4 .   [ 9 ]   A .   A l a b d u l a t i f ,   “ A   n o v e l   e n s e m b l e   o f   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   c y b e r sec u r i t y   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   w i t h   e x p l a i n a b l e   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e , ”   A p p l i e d   S c i e n c e s (S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 4 ,   p .   7 9 8 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 5 1 4 7 9 8 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         Gra p h - g u i d ed   co n tr a s tive  tr a n s fo r mer a r ch itectu r e  fo r   r o b u s t a n d   ex p l a in a b le   …   ( A r ch a n a   J a y a p a l )   707   [ 1 0 ]   M .   B .   B a n k ó   e t   a l . ,   “ A d v a n c e me n t s   i n   m a c h i n e   l e a r n i n g - b a se d   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   i n   I o T:   R e se a r c h   t r e n d s  a n d   c h a l l e n g e s, ”   Al g o r i t h m s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   4 ,   p .   2 0 9 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a 1 8 0 4 0 2 0 9 .   [ 1 1 ]   N .   S a v a n o v i ć   e t   a l . ,   “ I n t r u s i o n   d e t e c t i o n   i n   h e a l t h c a r e   4 . 0   I n t e r n e t   o f   T h i n g s  sy s t e ms  v i a   met a h e u r i st i c s  o p t i m i z e d   ma c h i n e   l e a r n i n g , ”   S u st a i n a b i l i t y   ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 6 ,   p .   1 2 5 6 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s u 1 5 1 6 1 2 5 6 3 .   [ 1 2 ]   D .   M u s l e h ,   M .   A l o t a i b i ,   F .   A l h a i d a r i ,   A .   R a h m a n ,   a n d   R .   M .   M o h a mm a d ,   “ I n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy s t e m   u si n g   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   w i t h   ma c h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms   i n   I o T, ”   J o u r n a l   o f   S e n s o r  a n d   Ac t u a t o r  N e t w o rks ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j s a n 1 2 0 2 0 0 2 9 .   [ 1 3 ]   A .   K u m a r   a n d   J.   A .   G u t i e r r e z ,   “ I mp a c t   o f   ma c h i n e   l e a r n i n g   o n   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   t h e   p r o t e c t i o n   o f   c r i t i c a l   i n f r a s t r u c t u r e , ”   I n f o rm a t i o n   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 6 ,   n o .   7 ,   p .   5 1 5 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i n f o 1 6 0 7 0 5 1 5 .   [ 1 4 ]   H .   A t t o u   e t   a l . ,   “ T o w a r d s  a n   i n t e l l i g e n t   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy s t e m   t o   d e t e c t   mal i c i o u s  a c t i v i t i e s  i n   c l o u d   c o m p u t i n g , ”   Ap p l i e d   S c i e n c e s   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 7 ,   p .   9 5 8 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 1 7 9 5 8 8 .   [ 1 5 ]   Z.   W a n g ,   J .   Li ,   S .   Y a n g ,   X .   L u o ,   D .   L i ,   a n d   S .   M a h m o o d i ,   “ A   l i g h t w e i g h t   I o T  i n t r u si o n   d e t e c t i o n   mo d e l   b a s e d   o n   i mp r o v e d   B ER T - of - T h e se u s , ”   Ex p e r t   S y st e m s  w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 3 8 ,   p .   1 2 2 0 4 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sw a . 2 0 2 3 . 1 2 2 0 4 5 .   [ 1 6 ]   Y .   C .   W a n g ,   Y .   C .   H o u n g ,   H .   X .   C h e n ,   a n d   S .   M .   Ts e n g ,   “ N e t w o r k   a n o ma l y   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   b a se d   o n   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h , ”   S e n so rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   4 ,   p .   2 1 7 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 0 4 2 1 7 1 .   [ 1 7 ]   H .   A t t o u ,   A .   G u e z z a z ,   S .   B e n k i r a n e ,   M .   A z r o u r ,   a n d   Y .   F a r h a o u i ,   “ C l o u d - b a s e d   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   a p p r o a c h   u s i n g   ma c h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s, ”   B i g   D a t a   M i n i n g   a n d   An a l y t i c s ,   v o l .   6 ,   n o .   3 ,   p p .   3 1 1 – 3 2 0 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 6 5 9 9 / B D M A . 2 0 2 2 . 9 0 2 0 0 3 8 .   [ 1 8 ]   M .   B h a v sar,  K .   R o y ,   J .   K e l l y ,   a n d   O .   O l u s o l a ,   “ A n o ma l y - b a s e d   i n t r u si o n   d e t e c t i o n   s y st e m  f o r   I o T  a p p l i c a t i o n , ”   D i sco v e r   I n t e r n e t   o f   T h i n g s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 3 9 2 6 - 023 - 0 0 0 3 4 - 5.   [ 1 9 ]   S .   S h i ,   D .   H a n ,   a n d   M .   C u i ,   “ A   mu l t i mo d a l   h y b r i d   p a r a l l e l   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   m o d e l , ”   C o n n e c t i o n   S c i e n c e ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 9 5 4 0 0 9 1 . 2 0 2 3 . 2 2 2 7 7 8 0 .   [ 2 0 ]   M .   S .   K o r i u m ,   M .   S a b e r ,   A .   B e a t t i e ,   A .   N a r a y a n a n ,   S .   S a h o o ,   a n d   P .   H .   J.   N a r d e l l i ,   “ I n t r u si o n   d e t e c t i o n   sy s t e m  f o r   c y b e r a t t a c k s  i n   t h e   I n t e r n e t   o f   V e h i c l e s   e n v i r o n m e n t , ”   A d   H o c   N e t w o rks ,   v o l .   1 5 3 ,   p .   1 0 3 3 3 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a d h o c . 2 0 2 3 . 1 0 3 3 3 0 .   [ 2 1 ]   S o l a r m a i n f r a m e ,   “ I D S   i n t r u s i o n   C S V   d a t a se t , ”   K a g g l e .   h t t p s: / / w w w . k a g g l e . c o m / d a t a se t s/ s o l a r mai n f r a m e / i d s - i n t r u s i o n - c s v   ( a c c e s se d   J u n .   1 8 ,   2 0 2 5 ) .   [ 2 2 ]   A .   P .   M u n i y a n d i   e t   a l . ,   “ I n t e l l i g e n t   se c u r i t y   sy s t e m  f o r   p r e v e n t i n g   D D o S   a t t a c k s  f o r   6 G   e n a b l e d   W B S N   u s i n g   i mp r o v e   g r e y   w o l f   o p t i m i z a t i o n , ”   I EEE  T r a n sa c t i o n s  o n   C o n s u m e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   7 0 ,   n o .   3 ,   p p .   5 7 7 5 – 5 7 8 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C E. 2 0 2 4 . 3 4 1 6 5 4 9 .   [ 2 3 ]   H .   M .   B e l a c h e w ,   M .   Y .   B e y e n e ,   A .   B .   D e st a ,   B .   T.   A l e mu ,   S .   S .   M u s a ,   a n d   A .   J.   M u h a m me d ,   “ D e s i g n   a   r o b u st   D D o S   a t t a c k   d e t e c t i o n   a n d   m i t i g a t i o n   s c h e me   i n   S D N - e d g e - I o T  b y   l e v e r a g i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g , ”   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 0 1 9 4 – 1 0 2 1 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 2 6 6 9 2 .   [ 2 4 ]   Y .   M i r s k y ,   T.   D o i t s h m a n ,   Y .   El o v i c i ,   a n d   A .   S h a b t a i ,   “ K i t s u n e :   A n   e n semb l e   o f   a u t o e n c o d e r s  f o r   o n l i n e   n e t w o r k   i n t r u si o n   d e t e c t i o n , ”   i n   2 5 t h   A n n u a l   N e t w o rk   a n d   D i st r i b u t e d   S y st e m   S e c u r i t y   S y m p o si u m ,   N D S S   2 0 1 8 ,   2 0 1 8 .   d o i :   1 0 . 1 4 7 2 2 / n d ss. 2 0 1 8 . 2 3 2 0 4 .   [ 2 5 ]   Y .   F u ,   D .   Li u ,   J.  C h e n ,   a n d   L.   H e ,   “ S e c r e t a r y   b i r d   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m :   a   n e w   m e t a h e u r i st i c   f o r   s o l v i n g   g l o b a l   o p t i m i z a t i o n  p r o b l e ms, ”   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   R e v i e w ,   v o l .   5 7 ,   n o .   5 ,   p p .   1 – 1 0 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 4 6 2 - 0 2 4 - 1 0 7 2 9 - y.   [ 2 6 ]   Y .   E.   K i m ,   Y .   S .   K i m,   a n d   H .   K i m,   “ Ef f e c t i v e   f e a t u r e   se l e c t i o n   m e t h o d s   t o   d e t e c t   I o T  D D o S   a t t a c k   i n   5 G   c o r e   n e t w o r k , ”   S e n s o rs ,  v o l .   2 2 ,   n o .   1 0 ,   p .   3 8 1 9 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 2 1 0 3 8 1 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ar c h a n a   J a y a p a l           re se a rc h   sc h o lar   a t  Ve ls  I n stit u te  o f  S c ien c e ,   Tec h n o lo g y ,   a n d   Ad v a n c e d   S tu d ies ,   C h e n n a i,   Ta m il   Na d u ,   In d ia.   S h e   h a s  e x p e rti se   in   d e e p   lea rn in g   i n tru si o n   d e tec ti o n   s y ste m s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   a rc h a n a a rti stry a c a d e m y @g m a il . c o m .         K a m a l a k k a n n a n   S o m a sun d a r a m           re c e iv e d   h is  M . S c .   c o m p u t e r  sc ien c e   d e g re e   fro m   Bh a ra th id a sa n   Un i v e rsity ,   M . P h i l.   c o m p u ter  sc ien c e   d e g re e   fro m   P e riy a r  Un iv e rsit y ,   a n d   P h . D.  i n   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   Ve ls  In stit u te  o f  S c ien c e ,   Tec h n o lo g y   a n d   Ad v a n c e d   S t u d ies   (VIST AS),   Tam il   Na d u ,   I n d ia.  He   is  c u rre n tl y   wo r k in g   a s  a   p ro fe ss o r  in   t h e   De p a rtme n t   o f   Co m p u ter  Ap p li c a ti o n s,  S c h o o l  o f  Co m p u t in g   S c ien c e s,  Ve ls  In stit u te  o f  S c ien c e ,   Tec h n o lo g y   a n d   A d v a n c e d   S t u d ies   (VIST A S ),   C h e n n a i,   Tam il   Na d u ,   I n d i a ,   wh ich   is  a   we ll - k n o w n   u n i v e rsity .   He   h a s  2 1   y e a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e   a t  b o t h   th e   UG   a n d   P G   lev e ls.  His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   b ig   d a ta  a n a ly t ics ,   c lo u d   c o m p u ti n g ,   a n d   b l o c k c h a in   tec h n o l o g y .   He   h a s  p ro d u c e d   th ir tee n   P h . D.   re se a rc h   sc h o lars .   He   h a s  p u b li sh e d   m o re   th a n   9 0   re se a rc h   a rti c les   i n   v a rio u s   in ter n a ti o n a l  jo u rn a ls   su c h   a s  S CI,   WOS ,   S c o p u s,  a n d   UG C - re fe rre d   jo u r n a ls.  He   h a s   p u b li sh e d   1 0   p a te n ts.  He   is  a   re v iew e r  fo r  v a rio u s   jo u rn a ls.  He   is   se rv in g   a s  a   c o - p r in c ip a l   in v e stig a t o r  in   a   De p a rtme n t  o f  S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y   (DS T)  sp o n s o re d   p r o jec t.   He   re c e iv e d   th e   b e st  y o u n g   sc ien ti s t  a wa rd ,   b e st  fa c u lt y   a wa rd ,   a n d   b e st  re se a rc h   su p e rv iso r   a wa rd .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   k a n n a n . sc s@ v istas . a c . in .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.