The Internet of Things (IoT) is becoming related to more and more people's daily life. It is a network that consists of resource-constrained devices. Nowadays, the application of IoT like smart wearable devices is very common. Due to the wide and important application of IoT, its security also attracts research attention without any doubt. IoT networks are exposed to various attacks, so detecting attacks is necessary to enhance IoT security, which is achieved by Intrusion Detection Systems (IDS). To build an IDS, machine learning can be used as an efficient tool to train intrusion detection models. However, machine-learning methods often consume a lot of memory and computation resources, which inspires research on implementing machine-learning-based IDS on resource-constrained devices for IoT networks. This thesis aims to design and implement a machine-learning-based IDS for IoT networks. The target IoT devices are installed with an embedded operating system called Contiki. A large dataset of IoT networks is first created, which covers numerous network topologies. Then an intrusion detection classifier is trained using the Random Forests algorithm. The IDS is implemented by integrating the trained classifier with devices with the Contiki system. We perform experiments both in simulation and on real devices to evaluate the proposed IDS. The results show that our IDS works well on Contiki nodes in IoT networks. In experiments based on simulation, the detection accuracy always achieves over 92% under different setups. In the experiments on real resource-constrained devices, the IDS gets a detection accuracy of 100% in 15 different network topologies. / Sakernas Internet (från engelskans Internet of Things, IoT) blir en del av allt fler människors vardag. Det är ett nätverk som består av resursbegränsade enheter. Numera är det mycket vanligt med tillämpningar av sakernas internet, t.ex. smarta bärbara enheter. På grund av den breda och viktiga tillämpningen av sakernas internet drar säkerheten i sakernas internet också till sig forskningens uppmärksamhet utan tvekan. IoT-nätverk utsätts för olika attacker, så det är nödvändigt att upptäcka attacker för att förbättra IoT-säkerheten, vilket uppnås med hjälp av intrångsdetekteringssystem (IDS). För att bygga ett IDS kan maskininlärning användas som ett effektivt verktyg för att träna intrångsdetekteringsmodeller. Maskininlärningsmetoder förbrukar dock ofta mycket minne och beräkningsresurser, vilket inspirerar till forskning om att genomföra maskininlärningsbaserade IDS på resursbegränsade enheter för IoT-nätverk. Syftet med denna avhandling är att utforma och genomföra en maskininlärningsbaserad IDS för IoT-nätverk. IoT-enheterna är installerade med ett inbäddat operativsystem som heter Contiki. Först skapas ett stort dataset av IoT-nätverk, som täcker många nätverkstopologier. Därefter tränas en klassificerare för intrångsdetektering med hjälp av Random Forests-algoritmen. IDS genomförs genom att integrera den tränade klassificeraren med enheter med Contiki-systemet. Vi utför experiment både i simulering och på riktiga enheter för att utvärdera den föreslagna IDS. Resultaten visar att vårt IDS fungerar bra på Contiki-noder i IoT-nätverk. I experiment baserade på simulering uppnår detektionsnoggrannheten alltid över 92% under olika inställningar. I experimenten på riktiga resursbegränsade enheter uppnår IDS en detektionsnoggrannhet på 100% i 15 olika nätverkstopologier.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-323055 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Yang, Yang |
| Publisher | KTH, Kommunikationssystem, CoS |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0029 seconds