Android applications classification with deep neural networks
- 1. Koforidua Technical University
- 2. Kwame Nkrumah University of Science and Technology
- 3. University of Ghana
Description
Currently, Android is the most widely used mobile operating system globally. This platform has become a target for malware activities due to its technological and user appeal, open-source code, and the possibility of installing apps from third-party vendors without much restrictions or centralized control. Although it has security features, recent reports of malicious activities and Android's vulnerabilities have heightened the need for robust frameworks and approaches to improve its security. Recent studies have proposed many security methods, using static analysis, dynamic analysis, and artificial intelligence techniques to prevent malware attacks. Current sophistication of Android malware infections has made the detection of malicious apps a significant challenge. In this study, deep-learning techniques for categorizing Android applications are examined. Initially, we suggested a deep belief neural network-based applications categorization approach. With clearly defined training and testing splits from the CIC-AAGM2017 Android datasets, we further trained and assessed our neural network's classification performance against four conventional deep feed-forward neural networks and seven baseline models based on machine-learning algorithms. The experimental results showed that the proposed neural network could classify Android apps into benign and malicious categories with 98.7% accuracy. The classification accuracy of the DBN-based model is 1.86% higher than that of other deep learning-based models studied by recent research contributions.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في الوقت الحالي، يعد Android نظام التشغيل المحمول الأكثر استخدامًا على مستوى العالم. أصبحت هذه المنصة هدفًا لأنشطة البرامج الضارة بسبب جاذبيتها التكنولوجية وجاذبية المستخدم، ورمزها مفتوح المصدر، وإمكانية تثبيت التطبيقات من بائعين تابعين لجهات خارجية دون الكثير من القيود أو التحكم المركزي. على الرغم من أنه يحتوي على ميزات أمان، إلا أن التقارير الأخيرة عن الأنشطة الضارة ونقاط ضعف Android قد زادت من الحاجة إلى أطر ونهج قوية لتحسين أمانه. اقترحت الدراسات الحديثة العديد من طرق الأمان، باستخدام التحليل الثابت والتحليل الديناميكي وتقنيات الذكاء الاصطناعي لمنع هجمات البرامج الضارة. جعل التطور الحالي لإصابات البرامج الضارة التي تعمل بنظام Android اكتشاف التطبيقات الضارة تحديًا كبيرًا. في هذه الدراسة، يتم فحص تقنيات التعلم العميق لتصنيف تطبيقات Android. في البداية، اقترحنا نهجًا عميقًا لتصنيف التطبيقات القائمة على الشبكة العصبية. من خلال انقسامات التدريب والاختبار المحددة بوضوح من مجموعات بيانات CIC - AAGM2017 Android، قمنا أيضًا بتدريب وتقييم أداء تصنيف شبكتنا العصبية مقابل أربع شبكات عصبية تقليدية عميقة التغذية وسبعة نماذج أساسية تستند إلى خوارزميات التعلم الآلي. وأظهرت النتائج التجريبية أن الشبكة العصبية المقترحة يمكن أن تصنف تطبيقات أندرويد إلى فئات حميدة وخبيثة بدقة 98.7 ٪. دقة تصنيف النموذج القائم على DBN أعلى بنسبة 1.86 ٪ من دقة تصنيف النماذج الأخرى القائمة على التعلم العميق التي درستها المساهمات البحثية الحديثة.Translated Description (French)
Actuellement, Android est le système d'exploitation mobile le plus largement utilisé dans le monde. Cette plate-forme est devenue une cible pour les activités de logiciels malveillants en raison de son attrait technologique et utilisateur, de son code open source et de la possibilité d'installer des applications de fournisseurs tiers sans trop de restrictions ni de contrôle centralisé. Bien qu'il dispose de fonctionnalités de sécurité, les récents rapports d'activités malveillantes et les vulnérabilités d'Android ont accru le besoin de cadres et d'approches robustes pour améliorer sa sécurité. Des études récentes ont proposé de nombreuses méthodes de sécurité, utilisant des techniques d'analyse statique, d'analyse dynamique et d'intelligence artificielle pour prévenir les attaques de logiciels malveillants. La sophistication actuelle des infections de logiciels malveillants Android a fait de la détection des applications malveillantes un défi important. Dans cette étude, les techniques d'apprentissage en profondeur pour catégoriser les applications Android sont examinées. Au départ, nous avons suggéré une approche de catégorisation des applications basées sur les réseaux neuronaux de croyance profonde. Avec des divisions de formation et de test clairement définies à partir des ensembles de données Android CIC-AAGM2017, nous avons en outre formé et évalué les performances de classification de notre réseau de neurones par rapport à quatre réseaux de neurones conventionnels à anticipation profonde et à sept modèles de base basés sur des algorithmes d'apprentissage automatique. Les résultats expérimentaux ont montré que le réseau neuronal proposé pouvait classer les applications Android en catégories bénignes et malveillantes avec une précision de 98,7 %. La précision de classification du modèle basé sur DBN est supérieure de 1,86% à celle des autres modèles basés sur l'apprentissage profond étudiés par des contributions de recherche récentes.Translated Description (Spanish)
Actualmente, Android es el sistema operativo móvil más utilizado a nivel mundial. Esta plataforma se ha convertido en un objetivo para las actividades de malware debido a su atractivo tecnológico y de usuario, su código de código abierto y la posibilidad de instalar aplicaciones de proveedores externos sin muchas restricciones ni control centralizado. Aunque tiene características de seguridad, los informes recientes de actividades maliciosas y las vulnerabilidades de Android han aumentado la necesidad de marcos y enfoques sólidos para mejorar su seguridad. Estudios recientes han propuesto muchos métodos de seguridad, utilizando análisis estático, análisis dinámico y técnicas de inteligencia artificial para prevenir ataques de malware. La sofisticación actual de las infecciones de malware para Android ha hecho que la detección de aplicaciones maliciosas sea un desafío importante. En este estudio, se examinan las técnicas de aprendizaje profundo para categorizar las aplicaciones de Android. Inicialmente, sugerimos un enfoque de categorización de aplicaciones basado en redes neuronales de creencias profundas. Con divisiones de capacitación y pruebas claramente definidas de los conjuntos de datos de Android CIC-AAGM2017, capacitamos y evaluamos aún más el rendimiento de clasificación de nuestra red neuronal contra cuatro redes neuronales de alimentación directa profunda convencionales y siete modelos de referencia basados en algoritmos de aprendizaje automático. Los resultados experimentales mostraron que la red neuronal propuesta podría clasificar las aplicaciones de Android en categorías benignas y maliciosas con un 98,7% de precisión. La precisión de clasificación del modelo basado en DBN es un 1,86% mayor que la de otros modelos basados en aprendizaje profundo estudiados por contribuciones de investigación recientes.Files
latest.pdf.pdf
Files
(392.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6e9d7ab23ab3bef7ca092856e4928a59
|
392.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تصنيف تطبيقات أندرويد مع شبكات عصبية عميقة
- Translated title (French)
- Classification des applications Android avec réseaux neuronaux profonds
- Translated title (Spanish)
- Clasificación de aplicaciones Android con redes neuronales profundas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4317717915
- DOI
- 10.1007/s42044-023-00136-x
References
- https://openalex.org/W2762776925
- https://openalex.org/W2781512440
- https://openalex.org/W2782290149
- https://openalex.org/W2897230315
- https://openalex.org/W2899326855
- https://openalex.org/W2900275727
- https://openalex.org/W2919936975
- https://openalex.org/W2981360604
- https://openalex.org/W3007192161
- https://openalex.org/W3091945716
- https://openalex.org/W3096660718
- https://openalex.org/W3110923842
- https://openalex.org/W3129962368
- https://openalex.org/W3130016194
- https://openalex.org/W3139270985
- https://openalex.org/W3165472583
- https://openalex.org/W3179008990
- https://openalex.org/W3185486575
- https://openalex.org/W3185791989
- https://openalex.org/W3194177068
- https://openalex.org/W3195971125
- https://openalex.org/W3210694189
- https://openalex.org/W4205816953
- https://openalex.org/W4206406691
- https://openalex.org/W4206669125
- https://openalex.org/W4210320713
- https://openalex.org/W4221059510
- https://openalex.org/W4226379276
- https://openalex.org/W4281724499
- https://openalex.org/W4285059789
- https://openalex.org/W4289130142
- https://openalex.org/W4290755474
- https://openalex.org/W4293194163
- https://openalex.org/W4293637555
- https://openalex.org/W4312980538
- https://openalex.org/W4313014896
- https://openalex.org/W4317855124