I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   3149 ~ 3 1 6 1   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 3 1 4 9 - 3 1 6 1           3149     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Exploring  t h e e ff e ctiveness  of  hy bri d artificial  bee  P y C a ret  cla ss ifier  in  dela y   tolera nt  ne twork  a g a inst int rusio ns       Ra j a s hri C ha ud ha ri,   M a no j   Deshp a n de   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   E n g i n e e r i n g ,   A .   C .   P a t i l   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   K h a r g h a r ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Dec   2 0 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J an   1 6 ,   2 0 2 5       In   c h a ll e n g in g   e n v iro n m e n ts  wit h   in term it ten c o n n e c ti v it y   a n d   th e   a b se n c e   o f   e n d - to - e n d   p a th s,   d e lay   to lera n t   n e two r k (DTNs re q u ire  ro b u st  se c u rit y   m e a su re to   sa fe g u a rd   a g a in st   p o ten ti a l   th re a ts.  Th is   stu d y   a d d re ss e th e se   issu e b y   imp lem e n ti n g   a n   in t ru s io n   d e tec ti o n   s y ste m   (IDS)   e n h a n c e d   wit h   m a c h in e   lea rn in g   tec h n iq u e s.  Co m m o n   th re a ts  su c h   a d istri b u ted   d e n ial - of - se rv ice   ( DD o S )   a n d   fl o o d   a tt a c k a re   tac k led   u si n g   d a tas e ts  li k e   n e two rk   in tru si o n   d e tec ti o n   (NID )   a n d   flo o d   a tt a c k   d a tas e ts.  M u lt i p le   mac h in e s   lea rn in g   m e th o d s,  in c l u d i n g   k - n e a re st  n e ig h b o rs   (K - NN) d e c isio n   t r e e s   (DT) lo g isti c   re g re ss io n   (LR) ,   a n d   o th e rs,  a re   u ti li z e d   to   imp ro v e   d e tec ti o n   a c c u ra c y .   P y Ca re t - b a se d   a p p ro a c h   is  d e v e lo p e d   t o   in c re a se   e fficie n c y   wh il e   p re se rv in g   a tt a c k   d e tec ti o n   a c c u ra c y   in   DTNs .   C o m p a ra ti v e   re se a rc h   d e m o n stra tes   th a P y Ca re o u t p e rfo rm S c ik it - lea rn   m o d e ls,  a n d   t h e   a rti ficia b e e   Py C a re c las sifier  (ABPC)  o p ti m ize h y p e rp a ra m e ters   to   imp r o v e   m o d e l   p e rfo rm a n c e .   NS2   sim u lati o n   s h o ws   th e   sy ste m ' a b il it y   t o   th wa rt  a tt a c k s,  o ffe rin g   u se fu l   in si g h ts  i n t o   DT se c u rit y   a n d   imp r o v i n g   c o m m u n ica ti o n   re li a b il it y   in   v a rio u s sit u a ti o n s.   K ey w o r d s :   Ar tific ial  b ee   co lo n y   Dela y   to ler an t n etwo r k   Dis tr ib u ted   d en ial - of - s er v ice  attac k   Flo o d in g   attac k   Op tim izatio n   Secu r ity   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R ajash r i Ch au d h ar i   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   E n g i n ee r in g ,   A. C .   Patil  C o lleg o f   E n g in ee r in g   Kh ar g h ar ,   Ma h ar ash tr a,   I n d ia   E m ail:  c. r ajash r i2 0 2 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O   Dela y   to ler an n etwo r k in g   ( DT N)   co n tr asts   with   co n v en tio n al  n etwo r k   ar c h itectu r es  b y   ac co m m o d atin g   i n ter m itten c o n n ec tiv ity ,   c h ar ac ter is tic  o f ten   ab s en t   in   m o d e r n   ar ch ite ctu r es  [ 1 ] .   DT N   is   d esig n ed   to   o p er ate  ef f ec tiv e ly   u n d er   ch allen g in g   o r   s p o r ad ic  n etwo r k   co n d itio n s ,   ca teg o r ized   b y   h i g h e r   laten cy ,   b an d wid t h   co n s tr ain t s ,   in cr ea s ed   er r o r   p r o s p ec t,  p ath   in s tab ilit y ,   o r   v ar iab le  n o d lo n g ev ity   [ 2 ] I n itially   p r o p o s ed   as  an   ab s tr a ctio n   o f   m ess ag s witch in g ,   DT ar ch itectu r r e v o lv es  ar o u n d   th co n ce p o f   b u n d les,  w h er ein   m ess ag es  ar ag g r e g ated   a n d   tr an s m itted .   T h ese  b u n d les  ar m an ag e d   b y   b u n d le  r o u ter s   o r   DT g atew ay s ,   wh ich   p lay   p iv o tal  r o le  in   h an d lin g   th in s tab ilit y   an d   f r eq u en d is co n n ec tio n s   in h er en in   DT en v ir o n m en ts .   DT Ns  a d d r ess   th c h allen g es  p o s ed   b y   in ter m itten co n n ec tio n s ,   lo n g   o r   v ar ia b le  d ela y s ,   asy m m etr ic  d ata  r ates,  an d   h ig h   er r o r   r ates th r o u g h   th e   u tili za tio n   o f   s to r e - a n d - ca r r y   m ess a g s witch in g .   DT f o llo ws  th s to r e   an d   f o r war d   tech n iq u e   in   DT N   [ 3 ] .   Fig u r 1   s h o ws  ch a r ac ter is tics   o f   d ela y   to ler an t   n etwo r k DT Ns  tr an s f er   m ess ag es  b et wee n   n o d es  with o u r eq u ir in g   co n s tan co n n ec tiv ity ,   m ak in g   th em   s u ited   f o r   d em an d in g   en v ir o n m e n ts   s u ch   as  em er g en cy   s er v ices  an d   d is aster   m an ag em en [ 4 ] .   Ho wev er ,   th ei r   d ec en tr alize d   s tr u ctu r r aises   s ec u r ity   co n ce r n s ,   s u ch   as  p ac k et  d r o p p i n g   an d   f lo o d i n g   ass au lts .   I m p r o v in g   DT s ec u r ity   is   cr itical  f o r   p r o v id in g   r eliab le  co m m u n icatio n   in   s u ch   s ettin g s   [ 5 ] .   DT Ns,  d esp ite  th eir   d ec en tr ali ze d   f o r m ,   p o s s ec u r ity   r is k s   f r o m   co m p r o m is ed   n o d es.  Attac k s   s u ch   as  p ac k et  d r o p p in g ,   f lo o d in g ,   an d   o th er s   d a m ag r o u tin g   s y s tem s ,   co m p r o m is in g   m es s ag in teg r ity   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 1 4 9 - 3 1 6 1   3150   co n f id en tiality .   Ad d r ess in g   th ese  v u ln er ab ilit ies  b ef o r d ep lo y m en is   cr itical,   as  it  n ec ess itate s   ad eq u ate   s ec u r ity   m eth o d s   to   co n s tr u ct   r eliab le   in f r astru ct u r e.   C h allen g es  s u ch   as  i n co n s is ten c o n n ec tiv ity ,   lim ited   b an d wid th ,   an d   n o d e   m o b ilit y   co m p o u n d   s ec u r ity   c o n ce r n s ,   n ec ess itatin g   n o v el  s o lu ti o n s .   An   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   ( I DS)   au g m en ted   with   m ac h in lear n in g   is   p r esen ted   to   id en tify   f lo o d   an d   d is tr ib u ted   d en ial - of - s er v ice  ( DDo S)  attac k s   [ 6 ] .   Var io u s   r o u tin g   alg o r ith m s   in clu d in g   th s to r e - an d - f o r war d   tech n iq u im p r o v r esil ien ce   in   u n ce r tain   cir cu m s tan ce s .   I m p lem en tatio n s   s u ch   as  in ter p lan etar y   o v e r lay   n et wo r k - d elay - to ler an t   n etwo r k in g   ( I ON - DT N )   h ig h l ig h r esear ch   ef f o r ts   to   ad d r ess   s ec u r ity   in   DT Ns,  em p h asizi n g   th e   n ec ess ity   o f   in teg r ativ tech n i q u es a n d   m a ch in lear n in g   f o r   d ep e n d ab le  co m m u n icatio n   [ 2 ] .           Fig u r 1 .   C h ar ac ter is tics   o f   d e lay   to ler an t n etwo r k   [ 2 ]       T h o b jectiv es  in clu d c r ea tin g   s y s tem   to   d is tin g u is h   b etwe en   leg itima te  an d   m alicio u s   p ac k ets  in   n etwo r k   tr af f ic,   d ev is in g   a n   alg o r ith m   to   t h war DOS  attac k s   in   DT N,   s u g g esti n g   tech n i q u f o r   en h a n cin g   n etwo r k   p er f o r m an ce ,   a n d   ass ess in g   th m o d el' s   ef f icac y   u s in g   th e   NS2   s im u lato r   [ 7 ] Nu m er o u s   s tu d ies  in   DT Ns  h av ex p lo r e d   u s in g   m ac h in lear n in g   ( ML )   tech n iq u es  to   im p r o v n etwo r k   s ec u r ity ,   with   f o c u s   o n   in tr u s io n   d etec tio n   [ 8 ] .   I n itially ,   n etwo r k   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s   ( NI DS)   r elied   o n   k n o wn   attac k   s ig n atu r es,  lim itin g   th eir   ab ilit y   to   d etec t   n ew  o r   m o d i f ied   attac k s   an d   leav in g   n etwo r k s   v u ln er a b le  [ 9 ] .   ML - b ased   I DS   m eth o d s   h av e   s in ce   em er g e d ,   an aly zin g   o v er all  b e h av io r al   p atter n s   r ath er   th an   s p ec if ic  att ac k   s ig n atu r es,  an d   o f f er in g   in c r ea s ed   r o b u s tn ess   i n   in tr u s io n   d etec tio n   [ 1 0 ] .   T h e s ML   ap p r o ac h es   h av e   b ee n   v alid ated   in   v ar io u s   s tu d ies,  d em o n s tr atin g   th eir   p o ten tial  to   en h an ce   s ec u r ity   a n d   r esil ien ce   with in   DT Ns.  DT s tu d ies  h av lo o k e d   at  v ar iety   o f   s ec u r ity   c o n ce r n s ,   s u ch   as  f lo o d   attac k s ,   B lack   Ho le  attac k s ,   f ak p ac k et  att ac k s ,   p ac k et  d r o p s ,   co llu d in g   attac k s ,   f au lty   n o d e s ,   an d   DDOS  a ttack s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] C h atter jee  et  a l.   [ 1 ]   ex p l o r ed   th d etec tio n   o f   v ar io u s   r o u tin g   attac k s   in   DT Ns,  r ev ea lin g   h u r d les  to   e n h an cin g   p er f o r m a n ce   wh ile  m ain t ain in g   r eliab ilit y   a n d   s ec u r ity .   T h eir   r esear ch   f o cu s es  o n   th e   im p ac t   o f   th ese  ass au lts   o n   n etwo r k   p er f o r m a n ce ,   em p h asizin g   n o d es'   v u ln er ab ili ty   t o   m alicio u s   ac ti o n s .   Flo o d   attac k s ,   f o r   ex am p le,   in clu d h o s tile  n o d es  f lo o d i n g   th n etwo r k   with   p ac k ets,  r ed u cin g   DT r eso u r ce s   an d   r esu ltin g   in   lo wer   p ac k et  d eliv er y   r atio s   ( PDR )   an d   h ig h er   p ac k et  lo s s   r atio s   ( PLR)  [ 1 3 ] .   As  d em o n s tr ated   b y   n u m e r o u s   s tu d ies  ac r o s s   v ar io u s   n etwo r k   ap p licatio n s   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] ,   th ey   ad d r ess   s ec u r ity   co n ce r n s   s u ch   as  co n g esti o n   tr af f ic  m an ag e m e n an d   in tr u s io n   d etec tio n ,   en ab lin g   p r o ac tiv e   ap p r o ac h es  to   class if y   an d   m itig ate  s ec u r ity   th r ea ts   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] .   ML   in teg r atio n   in   n etwo r k   s ec u r ity   ex ten d s   to   m ee tin g   th ev o lv in g   s ec u r ity   n ee d s   o f   m o d er n   n etwo r k   en v i r o n m en ts ,   p la y in g   v ital  r o le  i n   f o r tif y in g   n etwo r k   d ef en s es   an d   en s u r in g   r o b u s s ec u r ity   m ea s u r es  ag ain s p o ten tial  th r ea ts   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   R ec en r esear ch   h as  lo o k ed   in to   m ac h in e   lear n in g   m eth o d s   to   im p r o v n etwo r k   s ec u r ity   [ 2 0 ] .   On s tu d y   u s ed   m ac h in lear n in g - b ased   s tr ateg y   to   class if y   h y p er tex t   tr an s f er   p r o to c o ( HT T P)  t r a f f ic  as  b en i g n   o r   d an g er o u s   t o   d etec m alwa r e,   o b tain in g   a n   am az in g   9 0 ac cu r ac y   with   th r an d o m   f o r est   ( R F)  alg o r ith m   [ 2 1 ] .   An o t h er   s tu d y   p r o p o s ed   th b u f f er   m an a g em e n f o r   R PR T ( B MRTD)   alg o r ith m   to   o p tim ize  b u f f er   m a n ag em en t   in   DT Ns,  im p r o v in g   m ess ag d eliv er y   ef f icien cy   b y   em p lo y in g   s tr ateg ies  s u ch   a s   d r o p   o ld est  ( DOA) ,   d r o p   least  r ec en tly   r ec eiv ed   ( DL R ) ,   an d   d r o p   lar g est  ( DL A)   to   e f f ec tiv ely   m an ag e   m ess ag q u e u es.   Stu d ies  h a v ex p lo r ed   v ar i o u s   m eth o d s   to   en h an ce   attac k   d etec tio n   in   n etwo r k   s ec u r ity   [ 2 2 ] .   On s tu d y   f o cu s es  o n   d etec tin g   b e h av i o r al   b o tn et  attac k s ,   em p lo y in g   s m ar t   s y s tem   th at   co m b in es  t h r a n d o m   f o r est  cl ass if ier   with   p r in cip al  c o m p o n en an aly s is   ( PC A)   to   ac h iev r o b u s b o tn et  d etec tio n   [ 2 3 ] .   An o t h er   s tu d y   in tr o d u ce s   Sh ield   r ec u r r en n e u r al  n etwo r k   ( R NN ) ,   a   f r am ewo r k   d esig n ed   to   d etec t   DDo attac k s   with in   I o T   n etwo r k s ,   in co r p o r atin g   1 2   d i f f er en class if ier s   to   en h an ce   ac c u r ac y   a n d   r eliab ili ty .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   th effec tiven ess   o f   h yb r id   a r tifi cia l b ee   P yCa r et  cla s s ifie r   in   d ela …  ( R a j a s h r i Ch a u d h a r i )   3151   T h s tu d y   ex p lo r es  m ac h in lear n in g - d r iv en   s elf - h ea lin g   m ec h an is m s   in   c y b er - p h y s ica s y s tem s ,   h ig h lig h tin g   th eir   p o ten tial  to   im p r o v s ec u r it y   an d   p r ev e n s y s tem   f ailu r es  [ 2 4 ] .   I id e n tifie s   th r ee   cr itical   co m p o n en ts   f o r   s elf - h ea lin g an o m aly   d etec tio n ,   f au lt  war n in g ,   an d   f au lt  au to - r em ed iatio n ,   em p h asizin g   th e   im p o r tan ce   o f   in teg r atin g   th e s elem en ts   f o r   p r ac tical  u s e.   T h s tu d y   in tr o d u ce s   th ef f icac y   ar tific ial  b ee   co lo n y   o p tim izatio n - b ased   G au s s ian   AOM DV  ( E AB C O - GAOM DV)   r o u tin g   p r o to c o l ,   wh ich   a d d r ess es   r o u tin g   p r o b lem s   in   s to ch asti c   v eh icu lar   ad   h o n etwo r k s   ( SVANE T s )   [ 2 5 ] .   T h p r o to c o l a ttem p ts   to   im p r o v e   r o u te  d is co v er y   an d   r er o u tin g   ef f icien cy   b y   in teg r atin g   a r tific ial  b ee   co lo n y   o p tim izat io n   ( E AB C O)   an d   Gau s s ian   AOM DV  alg o r ith m s .   E x ten s iv s im u latio n s   ass e s s   E AB C O - GA OM DV ' s   p er f o r m an ce ,   r ev ea lin g   b etter   r o u te  s tab ilit y ,   p ac k et   d eliv er y   r atio ,   a n d   en d - to - en d   d elay .   T h p r o to c o is   a d ap ta b le  to   u n a n ticip ated   en v ir o n m en ts ,   im p r o v in g   tr af f ic  r er o u t in g   ef f icien c y   an d   n et wo r k   r esil ien ce .     C lo u d   co m p u tin g   a n d   th e   in te r n et  o f   th in g s   ( I o T )   a r d r iv in g   f u tu r tech n o lo g ies,  n o tab ly   s m ar city   d ev elo p m e n [ 2 6 ] .   C lo u d   s er v ices  s u cc ess f u lly   h an d le  r em o te  ac ce s s ,   r esu ltin g   in   i n cr ea s ed   u s ag b y   o r g an izatio n s   f o r   r eso u r ce   o p tim izatio n .   C lo u d   s er v ice  s elec tio n   in v o lv es  o p tim izatio n   b ased   o n   cu s to m e r   o b jectiv es  an d   s er v ice  q u ality   s tan d ar d s .   C o m b in in g   g en eti alg o r it h m s   ( GAs)  with   an c o lo n y   o p tim izatio n   ( AC O)   im p r o v es  clo u d   c o m p u tin g   p e r f o r m an ce .   T h AC O+ GA  ap p r o ac h   o u tp er f o r m s   e x is tin g   o p tim izatio n   m eth o d s ,   in clu d in g   e n er g y -   an d   r eliab ilit y - awa r e   m u ltio b jectiv o p tim izatio n   a n d   h y b r id   cu ck o o   p ar ticle   s war m   with   ar ti f icial  b ee   co lo n y   o p tim izatio n .       2.   M E T H O   T h p ap er   d escr ib es  m ac h in e   lear n in g   m o d el  f o r   d etec tin g   v ar io u s   ass au lts   in   DT Ns.  I co m p ar es  th p er f o r m an ce   o f   s ev er al  ML   al g o r ith m s   to   im p r o v e   attac k   d et ec tio n ,   tr ain i n g   t h m o d el  o n   a   v ar iety   o f   d atasets ,   in clu d in g   DDo an d   f lo o d   attac k s .   I n itially ,   s tan d ar d   ML   m o d els  b u ilt  with   Scik it - lear n   u s m eth o d s   s u ch   as   r an d o m   f o r est  ( R F) ,   XGBo o s t ,   C atB o o s t,  lo g is t ic  r eg r ess io n   ( L R ) d ec is io n   tr ee   ( DT ) e x tr tr ee s ,   an d   l ig h t   GB M.   T h eir   p er f o r m an ce   is   ev alu ated   u s in g   m an y   f ac to r s .   T h m o d el  is   th en   e n h an ce d   u s in g   Py C ar et  to   b o o s p er f o r m an ce   an d   r ed u ce   ex ec u tio n   tim e.   Acc u r ac y ,   F1 - Sco r e,   AUC,  p r ec is io n ,   r ec all ,   Ma tth ews  co r r elatio n   co ef f icien ( MCC ) ,   an d   Kap p a   ar s o m o f   th ev alu atio n   m e tr ics,  as  i s   tr ain in g   tim with   d if f er en class if ier s .   B y   co m p ar in g   Scik it - lear n   an d   Py C ar et  m o d els,  t h s tu d y   s ee k s   to   d is co v er   t h b est - p e r f o r m in g   m o d el  f o r   in tr u s io n   d etec t io n   in   DT Ns.  Fig u r 2   d is p lay s   th ML   m o d el  ar ch itectu r e,   wh ich   in clu d es  d ata  co llectio n ,   p r ep r o ce s s in g ,   an d   m o d el  tr ai n in g   o n   s p ec if ic  attr ib u tes.  T h p er f o r m an ce   o f   th ML   al g o r ith m   in   class if y in g   attac k s   is   m ea s u r ed   u s in g   th ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all   m etr ics.           Fig u r 2 .   T r ain in g   a n d   d ep lo y m en o f   ML   m o d el  u s in g   s cik it - lear n       2 . 1 .     Da t a   c o llect io n   T h DT N - s p ec if ic  ML - b ased   a ttack   d etec tio n   m o d el  m ak es  u s o f   f lo o d   attac k   d atasets   o b ta in ed   f r o m   p u b licly   av ailab le  DDo an d   f l o o d   attac k   r ec o r d s .   T h ese  d ata s ets  ar es s en tial  f o r   tr ain in g   an d   test in g   th m o d el   s in ce   th ey   o f f er   in f o r m ati o n   o n   n etwo r k   tr af f ic  p atter n s ,   co m m u n icatio n   h ab its ,   an d   f lo o d   attac k   in d icato r s .   W ith   d ataset  o f   2 5 , 1 9 2   s am p les,  th m o d el   is   ef f ec tiv ely   tr ain ed .   T o   e n ab le   s tr ict  ev alu atio n ,   th e   d ataset  is   d iv id ed   i n to   two   s u b s ets:   1 7 , 6 3 4   f o r   tr ain i n g   a n d   7 , 5 5 8   f o r   test in g .   T h is   p h ase  ev alu ates  th m o d el' s   p er f o r m an ce   o n   u n s ee n   d ata,   p r o v id in g   in s ig h ts   in to   its   g en er aliza tio n   ca p ab ilit ies .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 1 4 9 - 3 1 6 1   3152   2 . 2 .     Da t a   pre - pro ce s s ing   Af ter   co llectin g   an d   p ar titi o n in g   th d ataset,   p r e - p r o ce s s in g   p r o ce d u r es  ar u s ed   to   im p r o v d ata  q u ality .   Data   clea n in g   d etec ts   an d   elim in ates  d u p licate  r ec o r d s ,   p r eser v in g   in te g r it y   an d   d ec r ea s in g   r ed u n d an cy .   Miss in g   d ata  is   h an d led   b y   r em o v al  o r   attr ib u tio n ,   a n d   o u tlier s   ar m a n ag ed   to   av o id   u n d u in f lu en ce   o n   r esu lts .   PC d ec r ea s es  d im en s io n ality   b y   p r eser v in g   u s ef u f ea tu r es  an d   r em o v in g   ir r elev a n o n es ,   s o   o v er co m in g   th cu r s o f   c o m p lex ity   an d   im p r o v in g   g en er aliza tio n .   No r m aliza tio n   an d   s ca lin g   n o r m a lize   f ea tu r v al u es,  p r ev e n tin g   la r g er   f ea tu r es  f r o m   d o m in atin g   th lear n in g   p r o ce s s   wh ile  also   e n h an cin g   alg o r ith m   s tab ilit y   d u r in g   tr ain in g .   T h i s   tech n iq u im p r o v es  ML   m o d el  ef f icien cy ,   s tab ilit y ,   an d   ac cu r ac y .   Mo d el  in itializatio n   co n f ig u r es  alg o r ith m s   with   s p ec if ic  h y p e r p ar am eter s   th at  a r f in e - tu n ed   f o r   m ax im u m   p er f o r m an ce .   T h m o d el  is   iter ativ ely   tr ain ed   a n d   test ed   u n til  it  ac h iev es  s u f f icien ef f ic ien cy ,   en s u r in g   th at   attac k s   ar d etec ted   an d   r ed u c ed   in   DT N .     2 . 3 .     T ra ini ng   Du r in g   t h tr ain i n g   p h ase,   ea ch   d ata   p o i n f r o m   t h g iv en   d ataset  is   p r e - p r o ce s s ed   an d   f ea tu r es  ar ex tr ac ted .   T h is   s tag in v o lv es   tr ain in g   f ea tu r es  f o r   ea ch   d at p o in in   th d ataset  an d   ass ig n in g   class es  to   th e   tr ain ed   f ea tu r es.  T h is   alg o r ith m   h as two   cl ass es: n o r m al  an d   DDo S o r   f lo o d   attac k .     2 . 4 .     T esting   Du r in g   test in g ,   th test   s am p l es  ar p ass ed   in to   m ac h in e   lear n in g   class if ier ,   wh ich   u s es  tr ain in g   f ea tu r es  to   class if y   th test   in s tan ce   in to   th p r o v id ed   class   j.  I f   th class if ier   ac cu r ately   class if ies  p ar ticu lar   class ,   th p r o ce s s   will  y ield   a   s u p er io r   o u tco m e.   I f   th m ac h in lear n in g   class if ier 's  d ec is io n   is n ' f in al,   th ch o ice  is   d ec id ed   u s in g   co s m in im izatio n   p r o ce d u r e.     2 . 5 .     Da t a s et   T h d ataset  is   an   im p o r tan t p a r t o f   th ML   m o d el  th at  s h o u ld   in clu d v ar iety   o f   in tr u s io n   d ata.   h er u s ed   th e   NI [ 1 9 ]   d ataset  av ai lab le  o n   Kag g le   s o u r ce   to   tr ain   an d   test   m o d els.  T h e   d ataset   d etails  ar s h o wn   in   T ab le  1 .   T h NI d ataset  co u n ter f eit  in   m ilit ar y   n etwo r k   en v ir o n m en in clu d es  ex ten s iv d iv er s ity   o f   d at a   in clu d in g   i n tr u s io n   s am p les.  T h US  Air   Fo r ce   L AN  was  b last ed   with   m u ltip le  attac k s   u s in g   r aw  T C P/IP  d u m p   d ata.   Fo r   ea ch   T C P/IP  co n n ec tio n ,   d ata  f lo ws  f r o m   s o u r ce   I ad d r ess   to   tar g et  I ad d r ess   f o r   s o m tim d u r atio n .   T h e   d ataset  co n tai n s   n o r m al   an d   attac k   d ata   with   4 1   f ea tu r es  in clu d in g   3   q u alitativ an d   3 8   q u an titativ f ea tu r es.       T ab le  1 .   Data s et  d etails   D a t a s e t   N I D   S i z e   5 . 2 9   M B   F e a t u r e e x t r a c t e d   41   F e a t u r e sel e c t e d   39   C l a s s     N o r mal     A n o m a l y   Te st   d a t a set   2 . 4 2   M B   ( 4 0 %)   Tr a i n   d a t a se t   2 . 8 7   M B   ( 6 0 %)       2 . 6 .     ML  m o del a nd   cla s s if ica t io n   T h m ac h in e   lear n in g - b ased   a ttack   d etec tio n   m o d el  is   b u ilt  o n   Py th o n ,   wh ic h   in clu d es  lib r ar ies  s u ch   as  Scik it - lear n   an d   Py C ar et.   Sc ik it - lear n   h an d les  ca r ef u lly   d at b ef o r tr ea tm en a n d   m eth o d   s elec tio n ,   allo win g   f o r   d etailed   c o m p ar is o n s   o f   m ac h in lear n in g   alg o r ith m s .   Py C ar et  im p r o v es  p r o d u ctiv ity   b y   au to m atin g   o p er atio n s   lik e   m o d el  tr ain in g ,   h y p e r p ar am ete r   tu n in g ,   an d   p er f o r m a n ce   ev al u atio n .   W h ile  b o th   lib r ar ies  s er v e   m ac h in lear n i n g   g o als,  Scik it - lear n   p r o v id es  g r ea ter   f lex i b ilit y   an d   co n tr o o v er   in d iv id u al   co m p o n en ts   o f   t h e   ML   p ip elin e,   wh er ea s   Py C ar et  ac ce ler ates  wo r k f lo ws  b y   au to m atin g   c o m m o n   ac tiv ities   lik as  d ata   p r ep r o ce s s in g   an d   m o d el  s elec tio n .   T h p r o p o s ed   m o d el' s   f lo u tili zin g   Py C ar et  i s   d ep icted   in   th Fig u r 3.   T h p r o ce s s   o f   b u ild in g   a   Py C ar et  m o d el  f o r   DT attac k   d etec tio n   o n   a   f lo o d   attac k   d ata s et  in v o lv es  s ev er al  k ey   s tep s   as  m en tio n e d   b elo w.   T h p r o ce s s   b eg in s   with   s ettin g   u p   t h Py C ar et  en v ir o n m en an d   s im p le   in ter f ac f o r   in itializin g   th en v ir o n m e n t a n d   s p ec if y in g   t h t ar g et  v ar ia b le,   s tr ea m lin in g   th s etu p   p r o ce s s .     Data   p r ep r o ce s s in g Py C ar et  a u to m ates  d ata  p r e p r o ce s s in g   t ask s   lik h an d lin g   m is s in g   v al u es  an d   f ea t u r s ca lin g   f o r   f l o o d   attac k   d ataset  in   DT Ns.     C o m p a r e   m o d e l s :   M u lt i p l e   m ac h i n e   l e a r n i n g   m o d e ls ,   l i k e   L ig h t G B M ,   X GB o o s t ,   C atB o o s t ,   a n d   E x t r a T r e e s ,   a r e   c r o s s - v a li d a t e d   t o   d e t ec t   D T N   a t ta c k s   wi t h   d e f a u l t   h y p e r p a r a m e t e r s .   P e r f o r m a n c e   m e a s u r e s   s u c h   as  p r e c i s i o n ,   ac c u r a c y ,   r e c al l ,   F 1 - S c o r e ,   AU C ,   K a p p a ,   MCC ,   a n d   e v a l u a t i o n   ti m e   a r c a l c u l a t ed   f o r   e a c h   m o d e l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   th effec tiven ess   o f   h yb r id   a r tifi cia l b ee   P yCa r et  cla s s ifie r   in   d ela …  ( R a j a s h r i Ch a u d h a r i )   3153     B est  p er f o r m in g   m o d el:  to p   m o d el  is   ch o s en   af ter   c o m p ar in g   r esu lts ,   tr ain ed   o n   f u ll   d ataset  to   test   ca p ab ilit ies.     Ar tific ial  b ee   Py C ar et  clas s if ier   ( AB PC ) :   An aly ze   s o lu tio n   s p ac e   f o r   o p tim izatio n   is s u es,  f in d   h y p er p ar am eter s ,   o p tim ize  Py C ar et  m o d el,   p r o tects DT Ns w ith   I DS.     Op tim al  s o lu tio n   an d   E x p lo i tatio n   s ea r ch AB PC   s ee s   f o o d   s o u r ce s   as  p r o b lem - s o lv i n g   with   n ec tar   in d icatin g   v alu e .     R esu lts T h r esu lts   f r o m   th v alid atio n   p h ase  ar an aly ze d   to   d eter m in th b est - p e r f o r m i n g   m o d el  b ased   o n   p r ed ef in e d   e v alu atio n   m e tr ics.  T h b est - p e r f o r m in g   m o d el  is   s elec ted   f o r   f u r th er   r ef in em en a n d   d ep lo y m e n t.     Pre d ictio n : T h e   b est - p e r f o r m in g   m o d el   is   k ep t   f o r   later   u s ag e,   m ak in g   it   ea s ily   av ailab le   f o r   p r e d ictio n s   o n   n ew  d ata.   T h is   p er s is ten ce   en ab les  r ap id   d etec tio n   o f   f lo o d   attac k s   in   r ea l - tim DT s ce n ar io s ,   allo win g   f o r   r a p id   r ea ctio n   an d   m itig atio n .           Fig u r 3 .   Pro ce s s   o f   tr ain in g   P y C ar et  m o d el       Ov er all,   th Py C ar et  m o d el - b u ild in g   p r o ce s s   s tr ea m lin es  t h wo r k f l o f o r   DT attac k   d etec tio n ,   au to m atin g   m an y   ted io u s   task s   an d   p r o v id in g   u s er - f r ien d ly   in ter f ac f o r   m o d el  tr ain i n g ,   ev alu atio n ,   an d   d ep lo y m e n t.   T h AB C m eth o d   is   a   n atu r e - in s p ir ed   o p tim i za tio n   s tr ateg y   b ased   o n   h o n e y b ee   b eh av io r .   I is   u s ed   in   s war m   in tellig en ce   al g o r ith m s   to   f i n d   th b est  s o lu tio n s   to   co m p le x   p r o b lem s .   A B C i s   im p o r tan in   m ac h in lear n in g   m o d els  f o r   s ettin g   h y p er p a r am eter s   an d   i m p r o v i n g   s ec u r ity   in   DT Ns  th r o u g h   I DSs .   I DSs   m o n ito r   n etwo r k   tr af f ic  f o r   s u s p icio u s   ac tiv ity   in   DT Ns,  wh ich   f ac co n n ec tiv ity   c h allen g es.  AB C ad ju s ts   I DS  h y p er p ar a m eter s   to   en h an ce   d etec tio n   ac cu r ac y   an d   r ed u ce   f alse  p o s itiv es,  im p r o v in g   DT Ns '   s ec u r ity .   T h alg o r ith m   u s es  f o o d   s o u r ce s   as  s o lu tio n s ,   with   n ec tar   co n ten r ep r esen tin g   th e   d esire d   o u tco m e.   E m p lo y ed   an d   o b s er v er   b ee s   f o c u s   o n   ex p l o itatio n   wh ile  s co u b ee s   ex p l o r n ew   s o lu tio n s .   T h alg o r i th m   b eg i n s   with   p o p u latio n   o f   f o o d   s o u r ce s .   T h g o al   o f   th em p lo y e d   b ee   m ec h an is m   is   to   e x p lo it  th e   ex is tin g   f o o d   s o u r ce .   T o   ac tu aliz th is   id ea ,   th ey   cr ea te  n ew  s o lu tio n   n ea r   th cu r r en f o o d   s u p p ly .   Fo r   ea ch   s o lu tio n   i ,   o n elem en t   j   ( r ea n u m b er )   is   r an d o m l y   ch o s en   an d   co u p le d   with   th eq u iv alen elem en f r o m   an o th er   r an d o m ly   s elec ted   f o o d   s o u r ce   k .   T ak e   n o te  th at  th ey   h av .   T h is   is   ac co m p lis h ed   u s in g   th f o llo win g   f o r m u la.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 1 4 9 - 3 1 6 1   3154    =  + (   )        ( 1 )     w h er    is   j th   r ea n u m b er   o f   f o o d   s o u r ce   i is   r an d o m ly   g e n er ated   n u m b er   b etwe en   [ - 1 , 1 ] ,   an d      is   th e   n ew  r ea l n u m b er   o f   j th   elem en t o f   f o o d   s o u r ce   i .   T h h ir ed   b ee   ac ce p ts   n ew  f o o d   s o u r ce   if   its   n ec tar   am o u n ex ce ed s   th at  o f   th p r esen t o n e.   Oth er wis e,   it c o n tin u es wi th   th p r ev io u s   o n e.   Af ter   lo o k in g   f o r   f o o d   s o u r ce s ,   h ir ed   b ee s   to   s h ar th eir   d is co v er ies  with   o b s er v er   b ee s .   On l o o k er   b ee s   th en   ass ess   th n ec tar   in f o r m atio n   f r o m   all  em p lo y e d   b ee s   b ef o r s ele ctin g   a   f o o d   s o u r ce   b ased   o n   it s   n ec tar   c o n ten t.   Pro b a b ilit y   f u n ctio n s   ar e   u s ed   to   ca lcu late  th p o s s ib ilit y   o f   ea c h   f o o d   s o u r ce   b ein g   s elec ted   b y   o n lo o k er   b ee s .     = = 1      ( 2 )     w h er   is   th n ec tar   am o u n ( o b jectiv v alu e)   o f   th e   f o o d   s o u r ce   ( s o lu tio n   i ) .   Usi n g   ea ch   o n lo o k er   s elec t a   n ew  n ea r b y   f o o d   s o u r ce   an d   i ts   n ec tar   am o u n t.   I f   a   n ew  f o o d   s o u r ce   p r o v id es  m o r n ec t ar   th an   th e   p r e v io u s   o n e,   th b ee   will st o r th n ew  p o s itio n   an d   d is ca r d   th o l d   o n e.   W h en   em p lo y e d   an d   o b s er v er   b ee s   r u n   o u t o f   f o o d ,   th e y   b ec o m e   s co u b ee s Sco u b ee s   r ep lace   d e p leted   f o o d   s o u r ce s   r a n d o m l y .   T h e   p r o ce d u r e n tails   p r eser v in g   a   s p ec if ic  n u m b er   o f   r ec en f o o d   s o u r ce s   p r o d u ce d   b y   em p lo y ed   an d   o n lo o k er   b e es.  W h en   r ep lacin g   an   ex h a u s ted   f o o d   s o u r ce ,   o n e   o f   t h co n s er v ed   f o o d   s o u r c e s   is   ch o s en   u s in g   r o u lette  w h ee b ased   o n   th ei r   p r o b a b ilit y .     (  ) 1 = 1  (  ) 1       ( 3 )     T h am o u n o f   n ec tar   in   th s av ed   an d   cu r r e n f o o d   s o u r c es  is   r ep r esen ted   b y     an d    ,   r esp ec tiv ely .   T h e   r o u lette  wh ee l d iv id es th e   in te r v al  [ 0 ,   1 ]   in t o   b ac k   s u b in ter v als.     [ 0 , ( 1  ) 1 ] ,   , [ (  ) 1 1 = 1 , (  ) 1 = 1   ] , , [ (  ) 1 , 1 1 = 1 ]   ( 4 )     T h s u b in ter v als co r r esp o n d   t o   s av ed   f o o d   s o u r ce s ,   with   th e   i - th   s u b in ter v al  d en o tin g   th e   m o s t r ec en s av ed   f o o d   s o u r ce .   T h n ex s tep   is   to   g en er ate  r an d o m   r ea l   n u m b er   b etwe en   0   an d   1 .   T h f o o d   s o u r ce   is   th en   ch o s en   d ep e n d in g   o n   th s u b i n ter v al  to   wh ich   th is   n u m b er   b elo n g s .     Ps eu d o   co d f o r   Py C ar et  m o d el :   a.   L o ad   th f lo o d   attac k   d atasets ,   wh ich   co n tain   r ec o r d s   o f   DD o S a n d   f lo o d   attac k s .   b.   Pre p r o ce s s   th d ata  to   r em o v m is s in g   v alu es,  s ca le  f ea tu r es,   an d   en co d ca teg o r ical  v ar iab les,  r esu ltin g   in   well - f o r m atted   d atasets   ap p r o p r iate  f o r   m o d el  tr ai n in g .   c.   T o   an aly ze   th m o d el,   m an y   m ac h in lea r n in g   tech n iq u e s   ar u s ed ,   i n clu d in g   L ig h tG B M,   XGBo o s t,   C atB o o s t,  E x tr aT r ee s ,   an d   o th er s .   d.   Pre p ar th d ata  f o r   tr ai n in g   v alid atio n .   e.   U s e   m e t r i c s   l i k e   a c c u r ac y ,   AU C ,   r e c al l ,   p r e c is i o n ,   F 1 - S c o r e ,   k a p p a ,   a n d   M C C   t o   e v a l u a t e   t h e   m o d e l' s   p e r f o r m a n c e .   f.   T h v alid atio n   r esu lts   ar e x am in ed   to   d eter m in th b est - p er f o r m in g   m o d el  b ased   o n   estab lis h ed   ev alu atio n   cr iter ia.   g.   Op tim izin g   r esu lts   u s in g   th A B C   alg o r ith m .   h.   C o m p ar th r esu lts   to   ex is tin g   ap p r o ac h es a n d   d em o n s tr ate  th ef f ec tiv en ess   o f   t h n ew  a p p r o ac h .   i.   Use th tr ain ed   m o d el  to   m ak e   p r ed ictio n s .     Alg o r ith m   1 .   F o r   h y b r id   ar tifi cial  b ee   Py C ar et  class if ier   1.   import numpy as np   2.   def measom(variables_values=[0, 0]):   3.   x1, x2 = variables_values   4.   func_value =  - np.cos(x1) * np.cos(x2) * np.exp( - ((x1  -   np.pi) * 2 + (x2  -   np.pi) * 2))   5.   return func_value   6.   def artificial_bee_colony_optimization(food_sources=20, iterations=100,  min_values=[5,5], max_values=[5, 5], employed_bees=5, outlookers_bees=5,  limit=10,target_function=measom, verbose=True, start_init=None, target_value=None):   7.   sources  = initial_variables(food_sources, min_values, max_values, target_function,  start_init)   8.   fitness  = fitness_function(sources, fitness_calc)   9.   best_bee = sources[np.argmin(sources[:,  - 1]), :]   10.   return best_bee   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   th effec tiven ess   o f   h yb r id   a r tifi cia l b ee   P yCa r et  cla s s ifie r   in   d ela …  ( R a j a s h r i Ch a u d h a r i )   3155   11.   def initial_variables(size, min_values, max_values, target_function, start_init):   a.   dim = len(min_values)   12.   if start_init is not None:   a.   population = start_init   13.   else:   14.   population = np.random.uniform(min_values, max_values, (size, dim))   15.   if  hasattr(target_function, 'vectorized'):   a.   fitness_values = target_function(population)   16.   else:   17.   fitness_values = np.apply_along_axis(target_function, 1, population)   18.   population = np.hstack((population, fitness_values[:, np.newaxis]))   19.   return population   20.   def fitness_function(sources, fitness_calc):   21.   return sources[:,  - 1]   22.   def fitness_calc():   23.   pass   24.   custom_grid = {   a.   'max_depth': [None, 10, 20, 30, 40, 50],   b.   'min_samples_split': [2, 5, 10],   c.   'min_samples_leaf': [1, 2, 4],   d.   }   25.   best_params = None   26.   best_min_value = float('inf')   27.   for max_depth in custom_grid['max_depth']:   28.       for min_samples_split in custom_grid['min_samples_split']:   29.           for min_samples_leaf in custom_grid['min_samples_leaf']:   i.   print(f"Running ABCO with max_depth: {max_depth}, min_samples_split:  {min_samples_split}, min_samples_leaf: {min_samples_leaf}")   ii.   abco_result = artificial_bee_colony_optimization()   iii.   variables = abco_result[: - 1]     iv.   minimum = abco_result[ - 1]        v.   if minimum < best_min_value:   vi.   best_min_value = minimum   vii.   best_params = {'max_depth': max_depth, 'min_samples_split':  min_samples_split, 'min_samples_leaf': min_samples_leaf}   viii.   print("Results:")   ix.   print(f"Optimal Variables: {variables}")   x.   print(f"Minimum Value: {minimum}")   xi.   print("="*50)   30.   print("Best Parameters:")   31.   print(best_params)   print(f"Corresponding Minimum Value: {best_min_value}")     2. 7 .    Sim ula t i o n a nd   ex periment a l set up   NS2 ,   o r   n etwo r k   s im u lato r   2 ,   is   an   o p en - s o u r ce   to o th at  is   u s ef u f o r   in v esti g atin g   DT Ns   an d   th eir   v u ln er ab ilit y   t o   ass au lts .   I s im u lates  g en u in DT s itu atio n s ,   in clu d in g   in co m p atib le  co n n e ctiv ity ,   d elay s ,   an d   d is co n n ec tio n s .   NS2   en ab les  t h in jectio n   o f   m alicio u s   attac k s   s u ch   a s   f lo o d s   an d   DDo S   attac k s   to   ev alu ate   s ec u r ity   m ec h an is m s .   Simu latio n   p ar am eter s   an d   th eir   v al u es  u s ed   d u r in g   e x p er im e n tal  s etu p   is   s h o wn   in     T ab le  2 .   T o   s im u late  an   I DS   with in   NS2 ,   th s im u latio n   p ar am eter s ,   in clu d in g   n etwo r k   to p o lo g y   an d   n o d ch ar ac ter is tics ,   ar d ef in ed .   A   r o u tin g   p r o to c o is   estab lis h e d   f o r   n etwo r k   o f   2 0   n o d es,  as  d ep icted   in   th f ig u r s h o wca s in g   n o d es with i n   th NS2   en v ir o n m en t.  E ac h   n o d is   ass ig n ed   u n iq u attr ib u tes,  s u ch   as  co lo r s   an d   s h ap es,  s p ec if y i n g   th eir   lo ca tio n s   an d   co n n ec tiv ity   p ar am eter s .   Simu latio n   o f   n etwo r k   i n   NS2   en v ir o n m en t is sh o wn   in   Fig u r 4.       T ab le  2 .   E x p er im en tal  s etu p   s im u latio n   p ar a m eter s   an d   t h eir   v alu es   P a r a me t e r   V a l u e s   Tr a n sm i ssi o n   r a n g e   2 0 0   m   N u mb e r   o f   n o d e s   20   R o u t i n g   p r o t o c o l   M a x p r o p ,   Ep i d e mi c ,   P r o P h e t   S i mu l a t i o n   a r e a   1 0 0 0   b y   1 0 0 0   m   Tr a v e l   s p e e d   2   ms   A n t e n n a   t y p e   O mn i   A n t e n n a   P r o p a g a t i o n   Tw o   R a y   G r o u n d   ( R a d i o )   M A C   I EEE  8 0 2 . 1 1   Tr a f f i c   t y p e   C B R   C o n st a n t   B i t   R a t e - U D P   t r a f f i c   I n t e r f a c e   Q u e u e   P r i o r i t y   Q u e u e   Q u e u e   l e n g t h   5 0   ( ma x   p a c k e t i n   q u e u e )   N e t w o r k   i n t e r f a c e   W i r e l e ssP h y   M e ss a g e   g e n e r a t i o n   r a t e   1 0 0   K b p s   P a c k e t   si z e   1 0 0 0   b y t e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 1 4 9 - 3 1 6 1   3156       Fig u r 4 .   Simu latio n   o f   n o d es  in   NS2       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   test s   d if f er e n m o d els  to   id en tif y   th m o s ef f ec tiv tech n i q u e   f o r   attac k   d etec tio n   in   DT Ns.  Scik it - lear n   an d   Py C ar et  m o d els  ar tr ain ed   an d   co m p ar ed   f o r   p er f o r m an ce .   T h is   an aly s is   is   cr u cial  f o r   d ev elo p i n g   a n   e f f icien t a ttack   d etec t io n   s y s tem   in   th DT N   en v ir o n m e n t.  T h m o d el  is   e v alu ated   u s in g   th NS2   s im u lato r   in   s im u lated   en v ir o n m en t .     3 . 1 .   P er f o rma nce  co m pa riso n w hil us i ng   Scik it - lea rn  m o del s   T h class ically   tr ain ed   m o d el  is   test ed   with   R F,  XG B o o s t,  C atB o o s t,  L R ,   DT ,   E x tr T r ee s ,   an d   L ig h t   GB cla s s if ier s .   L ig h tGB lead s   th co m p etitio n   in   ter m s   o f   ac cu r ac y ,   AUC,  r ec all,   an d   F1 - S co r e.   DT   d is tin g u is h es  o u f o r   its   s h o r ti m in v estme n t.   C atB o o s p er f o r m s   s im ilar ly   to   o th er   h ig h - p er f o r m a n ce   m o d els,  alth o u g h   it  tak es  s ig n if ican tly   lo n g er   to   ex ec u te.   L R   r an k s   last   in   to tal  m o d el  p er f o r m an c e   wh ile  tak in g   less   tim e.   R F,  XG B o o s t,  DT ,   an d   ex tr tr ee s   all  p er f o r m   well,   a lb eit  th eir   ex ec u tio n   tim es  v ar y .   R h as  lo n g er   ex ec u tio n   tim t h an   L R ,   L ig h GB M ,   an d   ex tr tr e es.  Fig u r 5   s h o ws  co m p ar is o n   o f   ML   alg o r ith m   u s in g   Scik it - lear n .           Fig u r 5 .   Mo d el  co m p ar is o n   i n   ML   m o d el   u s in g   Scik it - lear n       3 . 2 .   P er f o rma nce  co m pa riso n w hil us i ng   P y Ca re t   Af ter   ap p ly in g   th Py C ar et  m o d el  to   th f lo o d   attac k   d ataset,   th m o d el  is   tes ted   with   a   v ar iety   o f   m eth o d s ,   i n clu d in g   GB ,   k - n e ar est  n eig h b o r s   ( K - NN) ,   Ad a B o o s t,   s u p p o r t   v ec to r   m ac h in es  ( SVM) lin ea r   0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 R a n d o m   F o r es t XG B o o s t Ca t B o o s t L o g i s t i c R eg r es s i o n D ec i s i o n  T r ee E xt r a  Tr e e s L i g h t  G B M S c o re s M o de l Mo del   co m pa r is o n A c c u racy A U C R e c all F 1 s c o re T i me  T a k e n  ( s ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   th effec tiven ess   o f   h yb r id   a r tifi cia l b ee   P yCa r et  cla s s ifie r   in   d ela …  ( R a j a s h r i Ch a u d h a r i )   3157   d is cr im in an an aly s is   ( L DA) ,   R id g e,   q u a d r atic  d is cr im in an an aly s is   ( QDA) Naïv B ay es  ( NB ) ,   an d   Du m m y   class if ier s .   L ig h tGB p er f o r m s   well  ac r o s s   m u ltip le  m etr i cs,  with   g o o d   Acc u r ac y   ( 0 . 9 9 7 4 ) ,   AUC  ( 0 . 9 9 9 9 ) ,   R ec all  ( 0 . 9 9 7 4 ) ,   Pre cisi o n   ( 0 . 9 9 7 5 ) ,   F1 - Sco r ( 0 . 9 9 7 4 ) ,   an d   Kap p ( 0 . 9 9 4 9 ) .   Ad d itio n al ly ,   XGBo o s t,  ex tr a   t r ee s ,   R F,   an d   DT   wo r k   s im ila r ly   to   L ig h tGB M.   Ho wev er ,   C atB o o s h as  th lo n g est  ex ec u tio n   tim as  s h o wn   in   T ab le  3 .         T ab le  3 .   C o m p a r in g   p er f o r m a n ce   o f   ML   m o d els in   Py C ar et   M o d e l   A c c u r a c y   AUC   R e c a l l   P r e c i s i o n   F1 - S c o r e   K a p p a   M C C   TT  ( S )   Li g h t G B M   0 . 9 9 7 4   0 . 9 9 9 9   0 . 9 9 7 4   0 . 9 9 7 5   0 . 9 9 7 4   0 . 9 9 4 9   0 . 9 9 4 9   0 . 4 2 5 0   X G B o o st   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 9 9   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   0 . 1 1 5 0   C a t B o o s t   0 . 9 9 6 9   0 . 9 9 9 8   0 . 9 9 6 9   0 . 9 9 6 9   0 . 9 9 6 9   0 . 9 9 3 8   0 . 9 9 3 9   1 . 7 4 3 0   Ex t r a Tr e e s   0 . 9 9 6 8   0 . 9 9 9 9   0 . 9 9 6 8   0 . 9 9 6 8   0 . 9 9 6 8   0 . 9 9 3 5   0 . 9 9 3 5   0 . 1 6 4 0   RF   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 9 9   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 2 0   0 . 9 9 2 0   0 . 1 8 7 0   DT   0 . 9 9 4 7   0 . 9 9 4 6   0 . 9 9 4 7   0 . 9 9 4 7   0 . 9 9 4 7   0 . 9 8 9 3   0 . 9 8 9 3   0 . 0 7 0 0   GB   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 9 6   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 1   0 . 9 8 4 2   0 . 9 8 4 2   0 . 5 5 9 0   K - NN   0 . 9 9 1 6   0 . 9 9 7 5   0 . 9 9 1 6   0 . 9 9 1 6   0 . 9 9 1 6   0 . 9 8 3 1   0 . 9 8 3 2   0 . 1 3 0 0   A d a B o o st   0 . 9 8 3 0   0 . 9 9 8 7   0 . 9 8 3 0   0 . 9 8 3 1   0 . 9 8 3 0   0 . 9 6 5 9   0 . 9 6 6 0   0 . 2 0 0 0   S V M   0 . 9 7 1 5   0 . 0 0 0 0   0 . 9 7 1 5   0 . 9 7 1 7   0 . 9 7 1 5   0 . 9 4 2 6   0 . 9 4 2 9   0 . 0 6 2 0   LR   0 . 9 7 0 4   0 . 9 9 4 7   0 . 9 7 0 4   0 . 9 7 0 6   0 . 9 7 0 4   0 . 9 4 0 4   0 . 9 4 0 7   0 . 1 0 2 0   LD A   0 . 9 6 3 9   0 . 9 9 3 6   0 . 9 6 3 9   0 . 9 6 4 1   0 . 9 6 3 8   0 . 9 2 7 3   0 . 9 2 7 6   0 . 0 7 4 0   R i d g e   0 . 9 6 3 4   0 . 0 0 0 0   0 . 9 6 3 4   0 . 9 6 3 7   0 . 9 6 3 4   0 . 9 2 6 4   0 . 9 2 6 7   0 . 0 5 7 0   QDA   0 . 9 5 3 1   0 . 9 7 0 2   0 . 9 5 3 1   0 . 9 5 4 9   0 . 9 5 3 0   0 . 9 0 5 5   0 . 9 0 7 5   0 . 0 6 7 0   NB   0 . 9 2 4 8   0 . 9 6 9 7   0 . 9 2 4 8   0 . 9 2 5 2   0 . 9 2 4 8   0 . 8 4 9 0   0 . 8 4 9 4   0 . 0 6 4 0   D u mm y   0 . 5 3 3 9   0 . 5 0 0 0   0 . 5 3 3 9   0 . 2 8 5 0   0 . 3 7 1 6   0 . 0 0 0 0   0 . 0 0 0 0   0 . 0 7 3 0       L ig h tGB o u tp er f o r m s   XGBo o s s lig h tly   with   s u p er io r   p er f o r m an ce   in   ac cu r ac y ,   A UC ,   r ec all,   p r ec is io n ,   F1 ,   Kap p a ,   a n d   MCC .   DT   h as  f aster   ex ec u tio n   b u w o r s o v er all  p er f o r m an ce   co m p ar e d   to   L ig h tGB M,   XGBo o s t,  C atB o o s t,  E x tr a   T r ee s ,   an d   R m o d els.  R id g e,   SVM LR L DA QD A ,   NB ,   an d   Du m m y   class if ier   p er f o r m   p o o r ly   with   s h o r ter   e x ec u tio n   tim e.   Fig u r 6   d e p icts   co m p ar is o n   o f   M L   alg o r ith m s   u s in g   Py C ar et.           Fig u r 6 .   Mo d el  C o m p ar is o n   in   ML   m o d el   u s in g   Py C ar et       3 . 3 .   Art if icia bee  co lo ny   o ptim iz er   T h ese  s co r es  ar th o u tco m e   o f   10 - f o ld   cr o s s - v alid atio n .   T ab le  4   s h o ws  p er f o r m an ce   m etr ics  f o r   ea ch   o f   th te n   f o ld s .   Par ticu l ar ly ,   f o ld   0   h as  t h b est  p e r f o r m an ce ,   with   h ig h e r   m etr ics  a cr o s s   all  ca teg o r ies,   in clu d in g   ac cu r ac y   ( 0 . 9 9 7 7 ) ,   AUC  ( 0 . 9 9 7 7 ) ,   r ec all  ( 0 . 9 9 7 7 ) ,   p r ec is io n   ( 0 . 9 9 7 7 ) ,   F1 - S co r ( 0 . 9 9 7 7 ) ,   Kap p a   co ef f icien ( 0 . 9 9 5 4 ) ,   an d   MCC   ( 0 . 9 9 5 4 ) .   As  a   r esu lt,   th o t h er   f o ld s   p er f o r m   s ig n if ican tl y   wo r s e   th an   f o l d   0 .   Fo ld   1   h as  th lo west  ac c u r ac y   co m p ar ed   to   th e   o th e r   f o ld s .   T h a v er ag e   p er f o r m a n ce   o f   all  f o ld s   is   ac cu r ac y   ( 0 . 9 9 5 7 ) ,   AUC  ( 0 . 9 9 5 7 ) ,   r ec al ( 0 . 9 9 5 7 ) ,   p r ec is io n   ( 0 . 9 9 5 7 ) ,   F1   ( 0 . 9 9 5 7 ) ,   k ap p ( 0 . 9 9 1 3 ) ,   a n d   MCC   ( 0 . 9 9 1 3 ) .   T h s tan d ar d   d e v iatio n   o f   all  f o ld s   is   ac cu r ac y ,   AUC,  r ec all,   p r ec is io n ,   F1   is   0 . 0 0 1 9   an d   Ka p p a,   MC C   is   0 . 0 0 3 9 .   0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 S c o re s Mo d el P y C ar et  Mode l   C om par i son Ac c u ra c y AUC Re c a ll P re c isio n F 1 -sc o re Ka p p a M CC TT   (S ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 1 4 9 - 3 1 6 1   3158   T ab le  4 .   Fo ld   c r o s s - v alid atio n   s co r e     A c c u r a c y   AUC   R e c a l l   P r e c i s i o n   F1 - S c o r e   K a p p a   M C C   F o l d   0   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 7 7   0 . 9 9 5 4   0 . 9 9 5 4   1   0 . 9 9 0 9   0 . 9 9 1 1   0 . 9 9 0 9   0 . 9 9 1 0   0 . 9 9 0 9   0 . 9 8 1 8   0 . 9 8 1 8   2   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 1   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 2 0   0 . 9 9 2 0   3   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 2   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   0 . 9 8 8 6   0 . 9 8 8 6   4   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 2   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 2 0   0 . 9 9 2 0   5   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 2   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   0 . 9 8 8 6   0 . 9 8 8 6   6   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 1   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   7   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 0   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   8   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 6 0   0 . 9 9 2 0   0 . 9 9 2 0   9   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 . 9 9 7 2   0 , 9 9 4 3   0 . 9 9 4 3   M e a n   0 . 9 9 5 7   0 . 9 9 5 7   0 . 9 9 5 7   0 . 9 9 5 7   0 . 9 9 5 7   0 . 9 9 1 3   0 . 9 9 1 3   S t d   0 . 0 0 1 9   0 . 0 0 1 9   0 . 0 0 1 9   0 . 0 0 1 9   0 . 0 0 1 9   0 . 0 0 3 9   0 . 0 0 3 9       3 . 4   Co m pa ring   t he  m e a n v a lue  bef o re   a nd   a f t er   o ptim iza t io n   Fig u r 7   s h o ws  th co m p ar is o n   o f   m ea n   v alu es  b ef o r an d   a f ter   o p tim izatio n   o n   v ar i o u s   p er f o r m a n ce   m etr ics.  co m p ar is o n   is   d o n b etwe en   th m o d el' s   p er f o r m a n ce   b ef o r a n d   a f ter   o p tim izatio n .   Fig u r 7   d ep icts   h o th e   ac cu r ac y   o f   th e   p r o p o s ed   m o d el  im p r o v es  af ter   o p tim izatio n .   A d d itio n ally ,   m u ltip le  p er f o r m a n ce   in d icato r s   s u ch   as  AUC,  r ec a ll,  p r ec is io n ,   F1 - S co r e,   Kap p a,   an d   Ma tth ews  co r r elatio n   co ef f icien ( MCC )   s h o ws im p r o v em en t a f ter   ad ju s tin g   v alu es.  B ef o r o p tim izati o n ,   th m o d el' s   T T ( S)  was 0 . 2 5 5 8 ,   in d ic atin g   th e   co m p u tatio n al  ef f o r in v o l v ed .   Ho wev er ,   af ter   o p tim izatio n ,   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   im p r o v es  p er f o r m an ce   ac r o s s   v ar io u s   cr iter ia,   in d icatin g   m o r ef f icien t a n d   e f f ec ti v m o d el.           Fig u r 7 .   C o m p a r in g   t h m ea n   v alu b ef o r a n d   af ter   o p tim i za tio n       3 . 5 .     P er f o rma nce  co m pa riso n o f   t he  pro po s ed  m o del w it h e x is t ing   m o dels   T ab le  5   s h o ws co m p ar is o n   o f   ar tific ial  b ee   Py C ar et  C lass if ie r   m o d el  p er f o r m an ce   with   o th er   ex is tin g   m o d els.  T h s u g g ested   ar tific i al  b ee   Py C ar et  c las s if ier   o u tp er f o r m s   v ar io u s   cu r r en m o d els,  in clu d in g   Py C ar et   u s in g   th r an d o m   f o r est   ( R F)   alg o r ith m ,   Py C ar et  u s in g   e x tr em g r ad ien b o o s tin g ,   th NP  tech n iq u e,   an d   Au to ML   u s in g   th Py C ar et  m o d el.   T h is   d em o n s tr ates  th ef f icac y   o f   th tec h n iq u in   en h an cin g   p r ed ictio n   p er f o r m an ce .   T h a r tific ial  B e Py C ar et  c las s if ier   tak es  ad v an tag o f   th ca p a b ilit ies  o f   b o th   Py C ar et  an d   AB C   alg o r ith m s ,   r esu ltin g   in   m o r e   ac cu r ate  an d   r o b u s t m o d el  p r e d ictio n s .   Fig u r 8   d ep icts   co m p ar is o n   o f   p r o p o s ed   m o d el  an d   ex is tin g   alg o r ith m s   as a b o v e.       T ab le  5 .   C o m p a r is o n   o f   th p r o p o s ed   m o d el  an d   o th e r   ex is tin g   alg o r ith m s   R e f e r e n c e   M o d e l   A l g o r i t h m   A c c u r a c y   TT  ( S )   Th e   p r o p o s e d   m o d e l   H y b r i d   A B P C   Li g h t G B M   0 . 9 9 5 7   0 . 4 2 5 0   P y C a r e t   RF   0 . 9 9 6 0   0 . 1 8 7 0   B a j p a i   a n d   S h a r m a   [ 2 7 ]   P y C a r e t   Ex G B o o st   0 . 8 3 7 1   -   P y C a r e t   RF   0 . 8 3 5 5   -   B a r o u m a n d   e t   a l .   [ 2 8 ]   N P   a p p r o a c h   RF   0 . 7 5 7   -   H a ssan   a n d   A l s h a r e e f   [ 2 9 ]   A u t o M u si n g   P y C a r e t   RF   0 . 9 9 1 6   -   0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 A c c u r a c y AUC R e c a l l Pr e c i si o n F 1 - sc o r e K a p p a M C C TT ( S ) V a l u e s P er f o r m an ce   Me tr ics C om par i ng t he  m ean  v al ue bef or and  af t er   opt i m i zat i on Befo re op ti m izati o n Afte Op t im i z a ti o n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.