Computer Networks
Alternative Title
Defense scheme against advanced persistent threats in mobile fog computing security
Title of Periodical
Computer Networks
Issue published
2021
Country of Publication
Bahrain
Place Published
University of Bahrain
Publisher
University of Bahrain
Periodical Number
221
Date Issued
2023
Language
English
English Abstract
A B S T R A C T :
In mobile fog computing (MFC), data processing and applications are concentrated in devices at the network’s
edge. This means that data can be processed in local intelligent devices without being sent to the cloud for
execution, bringing great convenience to end-users. Fog computing is a semi-virtualised service computing
architecture model between cloud computing and personal computing. However, its virtualized environment
is vulnerable to advanced persistent threats (APT). In this paper, we propose an APT defense scheme based
on MFC’s Double Q-learning (DQL) algorithm. First, we apply prospect theory (PT) to build a static subjective
game model between APT attackers and legitimate users. In addition, a dynamic game scheme based on DQL
is proposed against APT attacks. Finally, we compare our proposed method with the existing methods, i.e., the
Q-learning algorithm, Sarsa algorithm and Greedy algorithm. The experimental results show that the proposed
method can effectively suppress the attack motivation of APT attackers, improve the utility of legitimate users,
and protect the security of the fog computing environment.
Arabic Abstract
الخلاصة :
في حوسبة الضباب المتنقلة (MFC)، تتركز معالجة البيانات والتطبيقات في الأجهزة الموجودة على الشبكة
حافة. وهذا يعني أنه يمكن معالجة البيانات في الأجهزة الذكية المحلية دون إرسالها إلى السحابة
التنفيذ، مما يوفر راحة كبيرة للمستخدمين النهائيين. حوسبة الضباب هي حوسبة خدمة شبه افتراضية
نموذج معماري بين الحوسبة السحابية والحوسبة الشخصية. ومع ذلك، بيئتها الافتراضية
عرضة للتهديدات المستمرة المتقدمة (APT). في هذا البحث، نقترح خطة دفاعية تعتمد على التهديدات المستمرة المتقدمة (APT).
على خوارزمية التعلم المزدوج (DQL) الخاصة بـ MFC. أولاً، نطبق نظرية الاحتمال (PT) لبناء ذاتي ثابت
نموذج لعبة بين مهاجمي APT والمستخدمين الشرعيين. بالإضافة إلى ذلك، مخطط لعبة ديناميكي يعتمد على DQL
مقترح ضد هجمات APT. وأخيرا، قمنا بمقارنة طريقتنا المقترحة مع الطرق الحالية، أي
خوارزمية Q-Learning وخوارزمية Sarsa وخوارزمية Greedy. وتظهر النتائج التجريبية أن المقترح
يمكن لهذه الطريقة أن تمنع بشكل فعال دوافع الهجوم لمهاجمي APT، وتحسين فائدة المستخدمين الشرعيين،
وحماية أمن بيئة الحوسبة الضبابية.
في حوسبة الضباب المتنقلة (MFC)، تتركز معالجة البيانات والتطبيقات في الأجهزة الموجودة على الشبكة
حافة. وهذا يعني أنه يمكن معالجة البيانات في الأجهزة الذكية المحلية دون إرسالها إلى السحابة
التنفيذ، مما يوفر راحة كبيرة للمستخدمين النهائيين. حوسبة الضباب هي حوسبة خدمة شبه افتراضية
نموذج معماري بين الحوسبة السحابية والحوسبة الشخصية. ومع ذلك، بيئتها الافتراضية
عرضة للتهديدات المستمرة المتقدمة (APT). في هذا البحث، نقترح خطة دفاعية تعتمد على التهديدات المستمرة المتقدمة (APT).
على خوارزمية التعلم المزدوج (DQL) الخاصة بـ MFC. أولاً، نطبق نظرية الاحتمال (PT) لبناء ذاتي ثابت
نموذج لعبة بين مهاجمي APT والمستخدمين الشرعيين. بالإضافة إلى ذلك، مخطط لعبة ديناميكي يعتمد على DQL
مقترح ضد هجمات APT. وأخيرا، قمنا بمقارنة طريقتنا المقترحة مع الطرق الحالية، أي
خوارزمية Q-Learning وخوارزمية Sarsa وخوارزمية Greedy. وتظهر النتائج التجريبية أن المقترح
يمكن لهذه الطريقة أن تمنع بشكل فعال دوافع الهجوم لمهاجمي APT، وتحسين فائدة المستخدمين الشرعيين،
وحماية أمن بيئة الحوسبة الضبابية.
Member of
Identifier
https://digitalrepository.uob.edu.bh/id/05b6853c-ef33-4e34-b97a-9a3d0c57ae74