基于本体论的、利用加密技术实现5G与物联网网络能效优化的SAID框架

《Scientific Reports》：Ontology-driven energy-efficient SAID framework for 5G and IoT networks using cryptographic techniques

　　

摘要

5G和物联网技术在智能城市中的快速部署与应用给网络安全带来了诸多挑战，尤其是在能源效率与攻击检测方面。现有的入侵检测系统往往难以在高检测精度与低能耗之间取得平衡，尤其是在资源受限的环境中。本文提出了一种基于本体的新型计算框架，用于实现5G和物联网网络中的高效安全攻击识别与检测。该框架结合了加密算法与本体的语义推理功能，能够有效检测已知及未知攻击，同时优化能耗。本体为攻击、漏洞、网络元素及系统状态提供了形式化的语义描述基础，借此可以构建上下文知识，实现上下文感知与综合攻击检测。通过基于异常的检测方法以及机器学习技术，该混合解决方案实现了用于安全通信和攻击检测的加密算法功能。机器学习算法可用于分析网络特征并识别异常，从而实现混合攻击检测，而加密算法则可保障数据传输的完整性与保密性。使用CICIDS 2017数据集进行的实验表明，与传统入侵检测系统相比，该框架可使攻击检测精度提高22%，能耗降低38%。研究结果证明了该方案在资源受限环境中的有效性，为5G和物联网网络的安全防护提供了一种可扩展且可靠的方法。这项工作推动了加密解决方案与基于本体的模型在智能城市应用中的整合，为未来研究高效网络安全提供了方向。