DSTF-GKAN: Un marco ligero de fusión espacio-temporal para la detección de escuchas en tiempo real en redes dinámicas...

Área de la Ciencia:

• Ciberseguridad
• Redes de comunicaciones inalámbricas
• Las redes inteligentes

Sus antecedentes:

• Las redes inteligentes y el Power Internet of Things (PIoT) se enfrentan a amenazas dinámicas de espionaje.
• Los métodos de detección tradicionales fallan con cambios complejos de topología y características no lineales.
• Se necesitan soluciones de seguridad eficientes, ligeras y adaptables.

Objetivo del estudio:

• Proponer un Marco de Fusión Espacio-Temporal Dinámico (DSTF-GKAN) para la detección de ataques de espionaje dinámico en PIoT.
• Integrar las redes neuronales recurrentes de gráficos (GRNN) con las redes de Kolmogorov-Arnold (KAN) para una detección mejorada.
• Desarrollar una solución eficiente y robusta para la seguridad de las redes inteligentes.

Principales métodos:

• El marco DSTF-GKAN combina el modelado espacio-temporal de GRNN con la aproximación de spline adaptativa de KAN.
• La optimización de malla adaptativa y la regularización dispersa jerárquica se utilizan para la compresión de parámetros.
• Se integran restricciones de características de seguridad de la capa física (PLS) para mejorar la sensibilidad de detección de anomalías.

Principales resultados:

• DSTF-GKAN logró una puntuación de detección F1 de 0,891, una mejora del 7,1% con respecto a GRNN en escenarios de ataque dinámico (AMR = 0,5).
• El error de localización (RMSE) se redujo en un 16,2% a 0,518 m.
• El tamaño optimizado del modelo es de 0,2 MB con una latencia de inferencia de 0,9 ms y un consumo de energía de 16 mJ en los dispositivos de borde.

Conclusiones:

• DSTF-GKAN ofrece un marco de detección eficiente, robusto e interpretable para la seguridad de la red inteligente.
• El diseño ligero soporta la defensa de borde en tiempo real, crucial para los ecosistemas seguros de Internet de energía.
• Los estudios de ablación confirmaron la eficacia del módulo GRU-GCN y la regularización del PLS.