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Explainable Ensemble Learning for Robust Android Malware Detection
DOI:10.1002/spy2.70206.png)
摘要
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本研究关注的主要网络安全威胁源于安卓恶意软件,其通过利用权限滥用、意图过滤器及代码混淆技术绕过基于指纹的传统防御机制。为应对此挑战,本文提出了一种基于集成学习的可解释且合理的恶意软件检测框架。采用五个机器学习分类器——逻辑回归、随机森林、梯度提升、XGBoost和神经网络——通过三个安卓恶意软件数据集(即CHIMERA、Mendeley和NaticusDroid)进行评估。所提方法采用严格的预处理管道、混合交互式特征选择与剔除策略、五折交叉验证及超参数优化。实验结果表明,集成模型尤其是XGBoost和随机森林,在有限或噪声数据集(如Mendeley和NaticusDroid)上仍可实现超过97%的预测精度。使用SHAP的可解释性分析显示,关键安卓权限(包括READ_PHONE_STATE、SEND_SMS和RECEIVE_BOOT_COMPLETED)对模型决策具有显著影响,并与数据外泄、持久化等现实恶意行为密切相关。重复样本过滤提高了计算效率并略微缓解过拟合,而对抗性评估为模型对抗规避攻击的鲁棒性提供了见解。总体而言,研究发现集成学习与可解释AI相结合可生成既高度准确又透明的恶意软件检测模型,为可解释且对抗性鲁棒的安卓恶意软件检测提供了实用基础。未来工作将聚焦于实际部署。
Keyword:
android malware detection
CHIMERA
cybersecurity
hybrid feature selection
machine learning
NaticusDroid and Mendeley datasets
SHAP
XGBoost
期刊
S
IF:
2.1
论文数:
126
被引数:
732
机构
引用论文
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