I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A d van c e s  i n  A p p li e d  S c ie n c e s  ( I JA A S )   V ol 14 , N o.  4 D e c e m be r   20 25 , pp.  1263 ~ 1280   I S S N 2252 - 8814 D O I 10.11591/ ij a a s . v14. i 4 . pp1263 - 12 80          1263       Jou r n al  h om e page ht tp : // ij aas .i ae s c or e .c om   S t ac k i n g ar c h i t e c t u r e - e n d p oi n t  d e t e c t i on a   h yb r i d   m u l t i - l aye r e d  ar c h i t e c t u r e  f or   e n d p oi n t  t h r e at  d e t e c t i on       A b d  R ah m an  Wah id 1 D e s A n ggr e an i 1 ,   M u h yi d d in  A .   M .   H ayat 1 ,   A e d ah  A b d  R ah m an 2   M u h am m ad  F ai s al 1   1 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i c s F a c ul t y of   E ngi ne e r i ng,  M uha m m a di ya h U ni ve r s i t y of  M a ka s s a r , M a ka s s a r , I ndone s i a   2 S c hool  of  S c i e nc e  a nd T e c hnol ogy, A s i a  e  U ni ve r s i t y, K ua l a   L um pur , M a l a y s i a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T     A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e J ul  15, 2025   R e vi s e S e p 25, 2025   A c c e pt e N ov 4, 2025       Modern  endpoint  threat  detection  systems  face  pe rsistent  challen ges  in  balancing  detection  accuracy,   resilience  against   zero - day  attacks,   a nd  the  interpreta bility  of  artificia intelligence   (AI)  models.  Although  deep  le arning   (DL)   approaches  often  achieve   high  accuracy   on  benchmark   dataset s,  they  remain  vulnerable  to  adversarial  perturbations  and  operate  as  opaque  “black  boxes,”  thereby  reducing  trust  and  limiting  practical  adoption  in  critical  infrastruc tures.  This  resear ch  introduces   st acking  architecture - en dpoint  detection  ( STACK - ED ) h ybrid  m ulti - l ayered  a rchitecture  for  e n dpoint  t hreat  d etection.   STACK - ED  integrates  three  complementary  para digms :   supervised  learning  for  known  attack  patterns,  self - supervised  F graph - based  learning  for  structura relationships ,   and  unsupervise anomaly   detect ion  for  emerging  or  unknown  thr eats.  The  output s   are  consoli dat ed  by  a   meta - learner followed  by  a   post - hoc  correction   (PHC)   mechanism   to  mi nimize  false  negatives.  The  framework  was  evaluated  on   combined  benc hmark  dataset  (CSE - CIC - IDS2018  and  UNSW - NB15,  hereafter  referred   to  as  HIDS - Set).  Exper imental  results  demonstrate   state - of - the - art  performance,  achieving  an F2 - score of 98.89 % after hybr id integration and a ctive learning,  with  the  primary  optimization   objective  being   the  reduction   of  und etected  attacks.  Furtherm ore,  the  Shapley   additiv explanati ons  (SHAP)  method  enhances  interpret abilit by  revealing  feature  contribu tions,   while  th PHC   successfully  recovere 62.64%   of  missed  zero - day  candidates.   The  fi ndings  position  STACK - ED  not  only  as  a   highly  accurate  detection  model   b ut  also  as  an  ada ptive,  resilient,  and   transparent  framework,   offering  pr actical  implications  for  enterpris e - grade  endpoint  defense  and  future  zer o - trust  cybersecurit y syst ems.   K e y w o r d s :   A dve r s a r ia r obus tn e s s   A r ti f ic ia l   in te ll ig e nc e   E ndpoint  de te c ti on   G r a ph   ne twor k   H ybr id  l e a r ni ng   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   A bd R a hm a n W a hi d   D e pa r tm e nt  of  I nf or m a ti c s , F a c ul ty  of  E ngi ne e r in g M uha m m a di ya h U ni ve r s it y of  M a ka s s a r   J l.  S ul ta n A la uddi n, M a ka s s a r , S ul a w e s S e la ta n, I ndone s ia   E m a il 105841116522 @ s tu de nt .uni s m uh.a c .i d       1.   I N T R O D U C T I O N   T he   di gi ta s e c ur it la nds c a pe   i s   in c r e a s in gl s h a pe by  th e   d yna m ic s   of   a   gl oba c ybe r   a r m s   r a c e ,   w he r e   z e r o - da or   unknown  a tt a c ks   ha v e   be c om e   r out in e   th r e a ts   to   c r it ic a in f r a s tr uc tu r e   a nd  e nt e r pr is e   e nvi r onm e nt s   [ 1] [ 2] I I ndone s ia  a lo ne m or e   th a n   403  m il li o tr a f f ic   a nom a li e s  w e r e   r e c or de d   in   2023   [ 3] th r e a te ni ng e s s e nt ia s e c to r s   s uc h a s  ba nki ng a nd publi c  s e r vi c e s  w it h both e c onomi c  a nd s o c ia r e pe r c us s io n s   [ 4] C onve nt io na s ig na tu r e - ba s e e ndpoint   de te c ti on  ( E D )   ha s   pr ove in e f f e c ti ve r e ly in on  da ta ba s e s   of   known  th r e a ts   a nd  f a il in to   r e s pond  to   e m e r gi ng  a da pt iv e   a tt a c ks   [ 5] T o   ove r c om e   th e s e   li m it a ti ons r e c e nt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i V ol 14 , N o.  4 D e c e m be r   20 25 126 3 - 12 80   1264   s tu di e s   ha ve   e xpl or e a r ti f ic ia in te ll ig e nc e   ( A I ) - ba s e e ndpoint   de te c ti on,  w hi c pr om is e s   a da pt iv e   a nom a ly   r e c ogni ti on  a nd  in te ll ig e nt   de c is io n - m a ki ng.  Y e t,   f ir s t - ge ne r a ti on  A I   m ode ls   s ti ll   f a c e   pa r a doxe s   de e le a r ni ng  ( D L )   a c hi e ve s   hi gh   a c c ur a c y   on  be n c hm a r ks   but   r e m a in s   opa qu e vul ne r a bl e   to   a dve r s a r ia pe r tu r ba ti ons a nd  in c ons is te nt   in   de te c ti ng  z e r o - da th r e a ts   [ 6] [ 7] T he s e   c ons tr a in ts   hi nde r   a dopt io in   m is s io n - c r it ic a c ybe r s e c ur it a nd  e m pha s iz e   th e   ne e f or   s ys te m s   th a a r e   bot r obus a nd  e xpl a in a bl e D e s pi te   not a bl e   a dva n c e s   s uc h   a s   e ns e m bl e   le a r ni ng,  gr a ph   ne ur a ne twor ks   ( G N N s ) a dve r s a r ia r obus tn e s s   ( A dvR ) a nd  e xpl a in a bl e   A I   ( X A I ) e xi s ti ng  w or ks   r e m a in   f r a gm e nt e d,  f oc us in on  i s ol a te te c hni que s   r a th e r   th a c ohe s iv e   in te gr a ti on.  A   c r it ic a r e s e a r c ga p ,   th e r e f or e ,   pe r s is ts th e   a bs e n c e   of   a   f r a m e w or th a uni te s   hybr id  l e a r ni ng, s tr uc tu r a r e pr e s e nt a ti on, a nom a ly  de te c ti on, i nt e r pr e ta bi li ty , a nd a dve r s a r ia r e s il ie nc e .     T hi s   s tu dy  a ddr e s s e s   th a g a by   in tr oduc in s ta c ki ng   a r c hi te c tu r e   ( S T A C K ) - E D a   hybr id     m ul ti - la ye r e a r c hi te c tu r e   [ 8]   th a or c he s tr a te s   m ul ti pl e   de te c ti on  pa r a di gm s   in   a   uni f ie f r a m e w or k.  A th e   f ir s la ye r S T A C K - E D   e m pl oys   s upe r vi s e m ode l s ,   na m e ly   C a tB oos t   [ 9]   a nd  X G B oos t   [ 10]   opt im iz e w it O pt una   [ 11] a lo ngs id e   s e lf - s upe r vi s e gr a ph - ba s e c om pone nt s   ( G I N E C onv   [ 12 ] )   a nd  uns upe r vi s e a nom a ly   de te c to r s   ( A ut oe nc ode r   [ 13] I s ol a ti on  F or e s t   [ 14] a nd  one - c la s s   s uppor v e c to r   m a c hi ne   ( S V M )   [ 15] ) T he   out put s   a r e   f us e a th e   s e c ond  la ye r   th r ough   a   m e ta - le a r ne r   opt im iz e vi a   G r id S e a r c hC V   [ 16]   A th e   th ir la ye r a   pos t - hoc   c or r e c ti on   ( P H C )   m e c ha ni s m   i nt e gr a te s   s e n s it iv e   out li e r   de te c to r s ,   in c lu di ng   M a ha la nobi s   di s ta nc e   [ 17] hi e r a r c hi c a de ns it y - ba s e s pa ti a c lu s te r in of   a ppl ic a ti ons   ( H D B S C A N )   [ 18] lo c a out li e r   f a c to r   ( L O F )   [ 19] a nd   c os in e   s im il a r it y   [ 20 ]   to   r e c ove r   m is s e z e r o - da a tt a c ks T hi s   m ul ti - f a c e te de s ig s ur pa s s e s   s in gl e - m ode a nd  c onve nt io na e n s e m bl e   a ppr oa c he s   by   of f e r in a a da pt iv e e xpl a in a bl e a nd  r e s il ie nt   e ndpoint   de f e n s e   m e c h a ni s m T h e   m a in   c ont r ib ut io of   th is   s tu dy  is   th e   de s ig of   a   hol is ti c hybr id a nd  la ye r e d   f r a m e w or th a in te gr a te s   s u pe r vi s e d,  s e lf - s upe r vi s e d,  a nd   uns upe r vi s e d   pa r a di gm s   f or   e ndpoint   th r e a de te c ti on,  th e   in te gr a ti on  of   pos t - pr oc e s s in c or r e c ti on  m e c h a ni s m s   th a t   s ig ni f ic a nt ly   im pr ove   z e r o - da de te c ti on  a nd  r e duc e   f a ls e   ne g a t iv e s th e   us e   of   S ha pl e a ddi ti ve   e xpl a n a ti ons   ( S H A P )   to   im pr ove   th e   t r a ns pa r e nc a nd  r e li a bi li ty   of   th e   m ode l' s   de c is io n - m a ki ng  pr oc e s s a nd  th e   va li da ti on  of   th e   pr opos e f r a m e w or on   th e   H I D S - S e hybr id   be nc hm a r da ta s e ( H I D S - S e t) a c hi e vi ng  be s t   pe r f or m a nc e  w it h a n F 2 s c or e  of  98.89%  w hi le  r e c ove r in g 62.64%  of  m is s e d z e r o - da y c a ndi da te s .       2.   L I T E R A T U R  R I V I E W   E D   is   a e vol vi ng  r e s e a r c dom a in   th a m us a d a pt   to   th e   gr ow in s ophi s ti c a ti on  of   c ybe r     th r e a ts   [ 21] V a r io us   s tu di e s   ha ve   e xpl or e e ns e m bl e   le a r n in g,  A dvR X A I ye m o s r e m a in   is ol a te d,   a ddr e s s in onl one   c a p a bi li ty   in   de pt h.  T c ont e xt ua li z e   th is   r e s e a r c h,  T a bl e   c om pa r e s   r e pr e s e nt a ti ve   E D   a ppr oa c he s  a c r os s  f iv e  c or e  c a pa bi li ti e s :   hybr id  a r c hi te c tu r e , G N N , A dvR , P H C , a nd X A I .       T a bl e  1. S um m a r y a nd c om pa r is on of  r e la te d r e s e a r c h w or ks  i n  e ndpoint  de te c ti on s ys te m s   S t udy ( A ut hor ye a r )   H ybr i ar ch   GNN   A dvR   P H C   XAI   T a m a   e t  al .   ( 2019)   [ 22]             V i na ya kum a r   e t  al .   ( 2019)   [ 6]             M oha m e e t  al .   ( 2023)   [ 23]             G hos h ( 2025)   [ 24]             M a goo a nd G a r g ( 2021)   [ 25]             K ha r oubi   e t  al .   ( 2025)   [ 26]             A l gha z a l i  a nd H a noos h ( 2022)   [ 27]             V i s hw a ka r m a  a nd K e s s w a ni  ( 2025)   [ 28]             Z hong  e t  al .   ( 2024)   [ 29]             H e   e t  al .   ( 2024)   [ 30]             A r r e c he   e t  al .   ( 2024)   [ 31]             R os ha n a nd Z a f a r  ( 2024)   [ 32]             S un  e t  al .   ( 2024)   [ 33]             T hi s  s t udy   ( 2025)             L e ge nd:   :  F ul l di s c us s e d/ i m pl e m e nt e d :  P a r t i a l l di s c us s e d/ i m pl i e d :  N ot   a ddr e s s e d       2.1.  E n s e m b le   le a r n in g b as e d  ap p r oac h   E ns e m bl e   le a r ni ng  ha s   lo ng  be e a ppl ie to   e nha nc e   E D   a c c ur a c a nd  r obus tn e s s   by  le ve r a gi ng   m ul ti pl e   c la s s if ie r s T a m a   e al [ 22]   in tr oduc e a   two - s ta ge   e ns e m bl e   th a im pr ove a nom a ly   de te c ti on,  w hi le   M oha m e e al .   [ 23]   a dopt e e ns e m bl e   vot in f or   I oT   c ont e xt s A lg ha z a li   a nd  H a noos [ 27]   f ur th e r   in te gr a te r a ndom  f or e s a s   a   m e ta - le a r ne r   in   hybr id   DL D e s pi te   th e s e   a dva nc e s s uc m ode ls   of te de pe nd  on  ta bul a r   f e a tu r e s   a nd  ov e r lo ok  a dve r s a r ia r e s il ie nc e   or   in t e r pr e ta bi li ty R e c e nt   e xt e nde d e te c ti on  a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       St ac k in g ar c hi te c tu r e - e ndpoint  de te c ti on:  a hy br id  m ul ti - la y e r e d ar c hi te c tu r e   …  ( A bd R ahm an W ahi d)   1265   r e s pons e   ( XDR )   s ur ve ys   unde r s c or e   th e   ne e f or   m ul ti - la ye r e e ns e m bl e s   c oupl e w it e ndpoint   te le m e tr y   [ 29] , but  f e w  f r a m e w or ks  a c hi e ve  hol is ti c  f us io n a c r os s  t h e s e  c a pa bi li ti e s .     2.2.  De e p   le ar n in g an d  gr ap h  n e u r al  n e t w or k s   D L   ha s   r e vol ut io ni z e E D   th r ough  a ut om a ti c   f e a tu r e   e xt r a c ti on  f r om   ne twor tr a f f ic .     V in a ya kum a r   e al [ 6]   de m on s tr a te D L s   f e a s ib il it f or   in tr us io de te c ti on,  a nd   K ha r oubi   e al [ 26]   e m pl oye c onvolut io na n e ur a ne twor ks   ( C N N s )   f or   I oT   tr a f f ic   c la s s if ic a ti on.  Y e t,   D L   r e m a in s   opa que   a nd   s e ns it iv e   to   a dve r s a r ia pe r tu r ba ti ons G N N s   ha ve   e m e r ge a s   pr om is in a lt e r na ti ve s .   G hos [ 24]   ut il iz e d   gr a ph c onvolut io na ne twor ks  ( G C N s )  t o  c a pt ur e  r e la ti ona de p e nde nc ie s , w hi le  Z hong  e al .   [ 29]   hi gh li ght e d   th e ir   r ol e   in   s ys te m - on - C hi ( S oC )   te le m e tr pi pe li ne s M or e ove r li nki ng  G N N - ba s e de te c ti on  w it h   f r a m e w or ks   s uc a s  M I T R E   A T T & C K   pr ovi de s   a   m or e   th r e a t - in f or m e c ont e xt   [ 31] S ti l l,   m os G N N - ba s e d   s tu di e s  f oc us  on  s tr uc tu r a m ode li ng w it hout  i nt e gr a ti ng a dve r s a r ia de f e ns e  or   P H C .     2.3.  Ad ve r s ar ia r ob u s t n e s s  an d  e xp la in ab le  A I   A dvR   r e m a in s   a   ke c ha ll e ng e a s   a tt a c ke r s   e xpl oi im pe r c e pt i bl e   pe r tu r ba ti ons   to   e va de   d e te c ti on.  M a goo  a nd   G a r g   [ 25]   a na ly z e DL   vul ne r a bi li ty   to   f a s gr a di e n s ig m e th od  ( F G S M )   a nd  pr oj e c te gr a di e nt   de s c e nt   ( P G D )   a tt a c ks w hi le   H e   e al [ 30]   a nd  R os ha a nd   Z a f a r   [ 32 ]   pr opos e ge ne r a li z e a dve r s a r ia de f e ns e s .   P a r a ll e ll y,  th e   d e m a nd  f or   tr a ns pa r e n c ha s   f os te r e th e   a dopt io n   of   X A I V is h w a ka r m a   a nd   K e s s w a ni   [ 28]   in c or por a te S H A P   in to   s ta c ki ng  e ns e m bl e s a nd  A r r e c he   e al [ 31]   de s ig ne e xpl a in a bl e   in tr us io de te c ti on  s ys te m   ( I D S )   f r a m e w or ks H ow e ve r m os t   of   th e s e   a ppr oa c he s   s ti ll   tr e a in te r pr e ta bi li ty   a nd r obus tn e s s   s e pa r a te ly , l a c ki ng s yne r gy i n unif ie d a r c hi te c tu r e s .     2.4.  Re s e ar c h   gap   F r om   th e   a bove   r e vi e w it   is   e vi de nt   th a a lt hough  e ns e m bl e   le a r ni ng,  G N N - ba s e de te c ti on,  a dve r s a r ia r e s il ie nc e a nd  X A I   ha ve   a dva nc e c ons id e r a bl y e xi s ti ng  w or ks   c ont in ue   to   opt im iz e   th e s e   c om pone nt s   in   is ol a ti on.  P o s t - e xe c ut io c or r e c ti on  s tr a te gi e s s uc a s   th o s e   pr opos e d   by  S un  e al [ 33] ha ve   ye to   be   a ppl ie c om pr e he ns iv e ly   to   e ndpoint   de te c ti on.  T hi s   s tu dy  in tr oduc e s   S T A C K - E D a   uni f ie hybr id   f r a m e w or in te gr a ti ng  s upe r vi s e d,  s e lf - s upe r vi s e d,  a nd  un s upe r vi s e pa r a di gm s   w it a dve r s a r ia a d a pt a ti on,  X A I a nd  P H C T h e   f r a m e w or br id ge s   a c c ur a c y,  r e s il ie n c e ,   a nd  tr a ns pa r e nc c ha r a c te r is ti c s   c r uc ia f or   m ode r S oC , e nt e r pr is e  c ybe r s e c ur it y, a nd z e r o - tr us e nvi r onm e nt s .       3.   P R O P O S E D  M E T H O D   T he   r e s e a r c m e th odol ogy  w a s   de s ig ne to   bui ld   th e   S T A C K - E D   a r c hi te c tu r e I in vol ve s e ve r a s ta ge s , be gi nni ng w it h da t a  pr e pa r a ti on. T he  pr oc e s s  c ont in u e th r ough to t he  f in a m ode e va lu a ti on.     3.1.  Dat p ip e l in e  an d   p r e - p r oc e s s in g   T he   pr opos e da ta   pi pe li ne il lu s tr a te in   F ig ur e   1,  w a s   de s i gne to   gua r a nt e e   th e   in te gr it a nd   r e pr e s e nt a ti ve ne s s   of   tr a f f ic   f lo w s   pr io r   to   m od e li ng.  B y   c om bi ni ng  m ul ti pl e   s ta g e s   of   c le a n s in g,  tr a ns f or m a ti on,  a nd  di m e ns io na li ty   r e duc ti on,   th e   pi pe li ne   a i m s   to   pr e pa r e   da ta   th a f a it hf ul ly   r e f le c ts   bot h   nor m a ope r a ti ons  a nd ma li c io us  be ha vi or s  w hi le  m in im iz in g n oi s e  a nd r e dunda nc y.   I th e   da ta s e ts two   be nc hm a r in tr us io n   de te c ti on  c or por a   w e r e   us e to   e ns ur e   di ve r s it of   a tt a c ty pe s   a nd  ne twor c ondi ti ons T he   U N S W - N B 15  da ta s e [ 34]   pr ovi de s   s ta ti s ti c a f lo w   de s c r ip to r s w id e ly   r e c ogni z e f or   c a pt ur in ba c kgr ound  tr a f f ic   pa tt e r ns C om pl e m e nt a r il y,  th e   C S E - C I C - I D S 2018  da ta s e c ont a in s   s e s s io n - le ve f e a tu r e s   ( e .g.,  f lo w   in te r - a r r iv a ti m e pa c ke le ngt m a xi m a a nd  f or w a r pa c ke r a te )   th a e m pha s iz e   be ha vi or a s ig n a tu r e s   of   m ode r c ybe r a tt a c ks   s uc a s   di s tr ib ut e de ni a of   s e r vi c e   ( D D oS ) br ut e   f or c e a nd  in f il tr a ti on  a tt e m pt s S a m pl in s tr a te gy.  T m a in ta in   ba la nc e r e pr e s e nt a ti on  a c r os s   c l a s s e s ,   a   s tr a ti f ie s a m pl in of   10%   w a s   a ppl ie to   e a c d a ta s e t.   T hi s   pr oduc e a   c om bi ne c or pu s   of     278,770  r e c or ds e qua ll di s tr ib ut e be twe e be ni gn  a nd  a tt a c k   in s ta nc e s T he   s tr a ti f ic a ti on  e ns ur e th a r a r e   but   c r it ic a a tt a c k   c a te gor ie s   w e r e   r e ta in e pr opor ti ona ll y,  th e r e by  a voi di ng  c la s s  s ke w .   L a be s t a nda r di z a ti on  a nd  f e a tu r e   r e f in e m e nt A f te r   m e r gi ng,  a ll   la be ls   w e r e   s ta nda r di z e in to   bi na r f or m a ( 0= nor m a l 1= a tt a c k ) R e dunda nt   id e nt if ie r s   w e r e   r e m ove d,  c a te gor ic a va r ia bl e s   w e r e   e nc ode us in one - hot   r e pr e s e nt a ti on  [ 35] , a nd nume r ic  va r ia bl e s  w e r e  s c a le d t o t he  i n te r va [ 0,1]  w it h M in M a x t r a ns f or m a ti on  [ 36] T he s e   s te p s   pr e ve nt   dom in a nc e   of   hi gh - m a gni tu de   f e a tu r e s  a nd   pr om ot e   e qua c ont r ib ut io a c r os s   th e   f e a tu r e   s pa c e F e a tu r e   e ngi ne e r in a nd  s e le c ti on.  T e nr ic di s c r im in a to r pow e r de r iv e in di c a to r s   w e r e   c r e a te d,   s uc h a s  t he   s our c e - to - de s ti na ti on byte  r a ti o, pa c ke f r e que nc y, i nt e r - a r r iv a va r ia nc e , a nd t r a f f ic  i n te ns it [ 37] F r om  t he  a ugm e nt e d s e t,  50 pr e di c ti ve  a tt r ib ut e s  w e r e  s e le c te vi a  t he   m ut ua in f or m a ti on  ( M I )  c r it e r io n   [ 38] w hi c qua nt if ie s   th e   r e duc ti on  in   unc e r ta in ty   of   th e   ta r ge la be w he n   a   gi ve n   f e a tu r e   is   obs e r ve d.     F e a tu r e s   s uc a s   de s ti na ti on  por t,   f lo w   dur a ti on,  in te r - a r r iv a s ta ti s ti c s a nd  f or w a r pa c ke r a te s   e xhi bi te d   s tr ong  non - li ne a r   a s s oc ia ti on  w it a tt a c pr e s e nc e   a nd  w e r e   th e r e f or e   pr io r i ti z e d.  B a la nc in a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i V ol 14 , N o.  4 D e c e m be r   20 25 126 3 - 12 80   1266   di m e ns io na li ty   r e duc ti on.  T a ddr e s s   r e s id ua im ba la nc e th e   B or de r li ne S M O T E   te c hni que   [ 39]   w a s   e m pl oye d, s ynt he s iz in s a m pl e s   a lo ng de c is io n bounda r ie s  t o e nha nc e   th e   de te c ti on of  m in or it y c la s s e s .           F ig ur e  1. F lo w  da ta   pi pe li ne  a nd pr e - pr oc e s s in g       S ubs e que nt ly la te nt   r e pr e s e nt a ti on  w a s   r e duc e to   10  di m e ns io ns   us in uni f or m   m a ni f ol d   a ppr oxi m a ti on  a nd  pr oj e c ti on   ( U M A P )   [ 40] U M A P   pr e s e r ve s   bot lo c a a nd  gl oba s tr uc tu r e   by  opt i m iz in g   th e  c r os s - e nt r opy obje c ti ve   [ 41] :      , l o g (   ) + ( 1  ) l o g ( 1  1  )     ( 1)     w he r e      a nd     de not e   pa ir w is e   s im il a r it ie s   in   th e   or ig in a a nd  pr oj e c te s pa c e r e s pe c ti v e ly T hi s   tr a ns f or m a ti on  c a pt ur e s   hi dde to pol ogi c a pa tt e r ns e na bl in s ubs e que nt   m ode ls   to   ope r a te   on  c om pa c ye t   e xpr e s s iv e   m a ni f ol ds T a bl e   pr e s e nt s   e xa m pl e s   of   th e   f in a p r e - pr oc e s s e f e a tu r e s r a ngi ng  f r om   s ta ti s ti c a f lo w   m e a s ur e s   to   e ngi ne e r e r a ti os   a nd  e nc ode c a te gor ic a va r ia bl e s T he s e   s tr uc tu r e r e pr e s e nt a ti ons   f or m   th e  s ta nda r di z e d i nput  f or  t he  S T A C K - E D  a r c hi te c tu r e .       T a bl e  2. S a m pl e  s tr uc tu r e  of  f in a f e a tu r e  s e a f te r  pr e - pr oc e s s in g)   F e a t ur e s   S a m pl e  1   S a m pl e  2   S a m pl e  3   D e s c r i pt i on   F l ow   dur a t i on   0.0015   0.8920   0.0008   F l ow  dur a t i on ( s e c onds )   S byt e s   0.0021   0.0005   0.0033   S our c e  byt e   P kt L e n M a x   0.125   0.045   0.150   M a xi m um  pa c ke t  l e ngt h   F w d P kt s / s   0.0035   0.8540   0.0042   M a xi m um  pa c ke t  l e ngt h   F l ow  I A T  M e a n   0.0014   0.0120   0.0007   F or w a r d pa c ke t  f r e que nc y   I a t  va r i a nc e   0.0001   0.0023   0.0000   A ve r a ge  i nt e r - a r r i va l   S byt e s , dbyt e s , r a t i o   0.4520   1.0000   0.3891   S our c e / de s t i na t i on byt e  r a t i o   P r ot okol  U D P   0   1   0   U D P  ( one - hot )   P r ot okol  T C P   1   0   1   T C P  ( one - hot )   L a be l   0   1   0   0= nor m a l , 1=a t t a c k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       St ac k in g ar c hi te c tu r e - e ndpoint  de te c ti on:  a hy br id  m ul ti - la y e r e d ar c hi te c tu r e   …  ( A bd R ahm an W ahi d)   1267   3.2.  Ar c h it e c t u r al   d e s ig n   T he   S T A C K - E D   a r c hi te c tu r e   w a s   c onc e iv e a s   a   la ye r e in te ll ig e nc e   s ys te m   in s pi r e by  th e   w or kf lo w   of   hum a c ybe r s e c ur it a na ly s ts . R a th e r   th a n   r e ly in g   on a  s in gl e  de te c ti on me c ha ni s m , i in te gr a te s   m ul ti pl e  a na ly ti c a pe r s pe c ti ve s   a nd c ons ol id a te s  t he m  t hr ough a  hi e r a r c hi c a de c is io n pr oc e s s . A s  de pi c te d i n   F ig ur e   2,  th e   a r c hi te c tu r e   c on s is t s   of   th r e e   f unc ti ona l e ve ls i)   s pe c ia li s m ode c om pon e nt s   ( ba s e - le a r ne r s ) ii )   in te ll ig e nc e   f us io by  a   m e ta - le a r ne r a nd  ii i)   a   P H C   m e c ha ni s m   th a pr ovi de s   r e s il ie nc e   a ga in s f a ls e   ne ga ti ve s  a nd z e r o - da y a tt a c ks .           F ig ur e  2. A r c hi te c tu r e   s ta c ki ng e ns e m bl e   S T A C K - ED       3.2.1. L e ve s p e c ia li s t   m od e c o m p on e n t s   ( b as e - le ar n e r )   T he   f ir s le ve r e c e iv e s   th e   10 - di m e ns io na la te nt   da ta   r e pr e s e nt a ti on  a nd  pr oc e s s e s   it   th r ough  th r e e   c om pl e m e nt a r y pe r s pe c ti ve s :     S upe r vi s e c om pone nt   ( pa tt e r r e c ogni ti on  e xpe r t) T hi s   c om p one nt   e m pl oys   a e n s e m bl e   of   C a tB oo s a nd  X G B oos c la s s if ie r s opt im iz e d   vi a   B a ye s ia hype r pa r a m e te r   s e a r c ( O pt una ) to   a c hi e ve   a   ba la nc e bi a s - va r ia nc e   tr a de - of f   [ 42] .   I s pe c ia li z e s   in   id e nt if yi ng  pa tt e r ns   c ons is te nt   w it pr e vi ous ly   known intr us io ns .     G r a ph - ba s e s e lf - s upe r vi s e c om pone nt   ( ne twor s tr uc tu r e   e xpe r t) L e ve r a gi ng  G I N E C onv  w it hi n   a   c ont r a s ti ve   le a r ni ng  f r a m e w or k,  th is   c om pone nt  c a pt ur e s  s tr uc t ur a de pe nde nc ie s   a m ong   ne twor f lo w s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i V ol 14 , N o.  4 D e c e m be r   20 25 126 3 - 12 80   1268   T hr ough  a dve r s a r ia f in e - tu ni ng,  it   pr oduc e s   r obus 32 - di m e ns io na e m be ddi ngs   c a pa bl e   of   di s c r im in a ti ng s ubt le  va r ia ti ons  i n t r a f f ic  r e la ti ons .     U ns upe r vi s e a nom a ly   de te c ti on  c om pone nt   ( be h a vi or a de v ia ti on  e xpe r t) O pe r a ti ng  on  th e   gr a ph  e m be ddi ngs th is   c om pone nt   de te c t s   out li e r s   w it hout   r e qui r in g   la be le da ta .   I in te gr a te s   a ut oe n c ode r s I s ol a ti on  F or e s t,   M a ha la nobi s   di s ta nc e a nd  L O F   to   c a pt ur e   be ha vi or a l   de vi a ti ons   in di c a ti ve   of   nove o r   r a r e  a tt a c ks .       3.2.2. L e ve l - in t e ll ig e n c e  f u s io n  b m e t a - le ar n e r   A th e   s e c ond  le ve l,   th e   s y s te m   f unc ti ons   a s   a n   in te ll ig e nc e   f us io hub.  H e r e out put s   f r om   a ll     ba s e - le a r ne r s   a r e   tr a ns f or m e in to   m e ta - f e a tu r e s   a nd  a ggr e ga te by  a   m e ta - le a r ne r T hi s   m e c ha ni s m   pa r a ll e ls   th e  r ol e  of  a  s e c ur it y ope r a ti ons  c e nt e r , w he r e  e vi de nc e  f r om  di f f e r e nt  a na ly s ts  i s  w e ig ht e d a nd s ynt h e s iz e d t o   im pr ove   ove r a ll   s it ua ti ona a w a r e ne s s T a bl e   s um m a r iz e s   t he   m e ta - f e a tu r e s   us e in   th is   la ye r in c lu di n g   s upe r vi s e d pr oba bi li ti e s , i ni ti a gr a ph pr e di c ti ons , a nd a nom a ly   s c or e s . T h e s e  f e a tu r e s  a r e  t he n pr oc e s s e d by a   C a tB oos tC l a s s if ie r   opt im iz e w it G r id S e a r c hC V   to   m a xi m iz e   th e   F 2 - s c or e w hi c e m pha s iz e s   r e c a ll   in   s e c ur it y - c r it ic a c ont e xt s .     =   ( )   w he r e   = [ 1 ( ) , 2 ( ) , , ( ) ]   ( 2)     H e r e   is   th e   pr im a r pr e di c ti on  f r om   S T A C K - E D   is   a   f unc ti o le a r ne by  th e   m e ta - le a r ne r X   is   th e   or ig in a in put  da ta  ve c to r ,   a nd   ( X )  i s  out put  f r om   th e   ba s e - le a r ne r .       T a bl e  3. M e ta - f e a tu r e s  a s  i nput  f or   m e ta - le a r n e r s   M e t a - f e a t ur e   M ode l   de s c r i pt i on a nd s our c e   E ns e m bl e  pr oba   A t t a c k pr oba bi l i t y of   s upe r vi s e d c om pone nt   ( C a t B oos t +X G B oos t )   G I N E  P r e di c t i on   I ni t i a l  bi na r y pr e di c t i on of   t he   gr a ph r e pr e s e nt a t i on c om pone nt   A ut oe nc ode r  s c or e   A nom a l y s c or e  ( r e c ons t r uc t i on e r r or )  of   t he   a ut oe nc od er   M a ha l a nobi s   s c or e   M a ha l a nobi s  di s t a nc e  f r om  t he  s a m pl e  t o t he  c e nt e r  of  t he  “ nor m a l  di s t r i but i on  i n G N N  s pa c e   I s ol a t i on f or e s t  s c or e   A nom a l y s c or e   f r om  t he  i s ol a t i on f or e s t  a l gor i t hm       3.2.3. L e ve p os t - h oc  c or r e c t io n  m e c h an is m   T he   th ir le ve f unc ti ons   a s   a   s a f e gua r a ga in s unde te c te in tr us io ns I is   onl a c ti va te w he th e   m e ta - le a r ne r   c la s s if ie s   a   s a m pl e   a s   nor m a l   (   =   0 ) I s uc c a s e s th e   s a m pl e   unde r goe s   a   s e c onda r in ve s ti ga ti on  us in g   gr a ph  e m be ddi ng s   a nd   s e ns it iv e   out li e r   de te c to r s .   T e c hni que s   s uc h   a s   M a ha la nobi s   di s ta nc e   ( w it a da pt iv e   th r e s hol ds ) H D B S C A N   c lu s te r in ( n oi s e   de te c ti on) L O F   ( out li e r   de te c ti on) a nd   c os in e   s im il a r it a r e   a ppl ie to   r e a s s e s s   s ubt le   a nom a li e s I f   a ny  de te c to r   f la gs   th e   s a m pl e   a s   s us pi c io us th e   f in a pr e di c ti on i s  c or r e c te d t a tt a c k .     3.3.  S p e c ia li s t   c om p on e n t s   T hi s  s e c ti on  e l a bor a te s   on   th e   th r e e   s pe c i a li s c om pone nt s   th a c ons ti tu te   L e ve of   th e   S T A C K - E D   a r c hi te c tu r e E a c c om pone nt   r e pr e s e nt s   a   di s ti nc t   a na ly ti c a pe r s pe c ti ve ,   c ont r ib ut in c om pl e m e nt a r y   e vi de nc e   f or   th e   hi ghe r - le ve f us io s ta ge B e yond  th e ir   in di vi dua a na ly ti c a r ol e s th e s e   s p e c ia li s ts   a r e   de s ig ne to   r e f le c how   r e a l - w or ld   s e c ur it te a m s   di s tr ib ut e   e xpe r ti s e   a c r os s   di f f e r e nt   de te c ti on  m oda li ti e s E a c c om pone nt   c a pt ur e s   a   uni qu e   f a c e of   e ndpoint   be ha vi or   pa tt e r r e c ogni ti on  f r om   s upe r vi s e m ode ls s tr uc tu r a c ont e xt   f r om   gr a ph - ba s e le a r ni ng,  a nd  be ha vi or a de vi a ti on  f r om   uns upe r vi s e te c hni que s ,   e ns ur in th a no  s in gl e   vi e w poi nt   dom in a te s   th e   de c is i on - m a ki ng  pi pe li ne B in te gr a ti ng  th e s e   he te r oge ne ous   pe r s pe c ti ve s   a th e   f ounda ti ona la y e r S T A C K - E D   m it ig a te s   m ode bi a s r e duc e s     s in gl e - poi nt   f a il ur e   r is ks a nd  e s ta bl is he s   a   r ic he r   e vi de nc e   b a s e   f or   th e   m e ta - le a r ne r   to   s ynt he s iz e   in to   a   r obus f in a ju dgm e nt .     3.3.1. S u p e r vi s e d   c om p on e n t   T he   s upe r vi s e c om pone nt   s e r ve s   a s   a   pa tt e r r e c ogni ti on   e xpe r th a c a pt ur e s   r e gul a r it ie s   in   pr e vi ous ly   obs e r ve a tt a c be h a vi or s I e m pl oys   a e n s e m bl e   of   gr a di e nt   boos ti ng  c la s s if ie r s   ( C a tB oo s a nd   X G B oos t)   c om bi ne th r ough   a   s of vot in g   s tr a te gy,  w he r e   pr e di c ti on  pr oba bi li ti e s   a r e   a ve r a ge to   f or m   a   c ons e ns u s H ype r pa r a m e te r   tu ni ng  w a s   pe r f or m e us in O pt una a   B a ye s ia opt im iz a ti on  f r a m e w or th a s ys te m a ti c a ll e xpl or e s   th e   s e a r c s pa c e   to   m in im iz e   f a ls e   ne ga ti ve s T hi s   de s ig e ns ur e s   a   r obus bi a s - va r ia nc e   tr a de - of f w hi c is   c r it ic a f or   c ybe r s e c ur it c ont e xt s   w he r e   unde te c te a tt a c ks   m a le a d   to   s e ve r e   c ons e que nc e s T a bl e   s um m a r iz e s   th e   hype r pa r a m e te r   r a nge s   e xpl or e f or   bot C a tB oos a nd  X G B oos Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       St ac k in g ar c hi te c tu r e - e ndpoint  de te c ti on:  a hy br id  m ul ti - la y e r e d ar c hi te c tu r e   …  ( A bd R ahm an W ahi d)   1269   dur in th e   opt im iz a ti on  pr oc e s s .   T h e   pr im a r out put   of   th is   c o m pone nt   is   th e   E ns e m bl e   P r oba r e pr e s e nt in g   th e   pr oba bi li ty   of   a   tr a f f ic   f lo w   be in m a li c io us T hi s   out put   f or m s   a   ke in put   ( m e ta - f e a tu r e )   f or   th e     m e ta - le a r ne r .       T a bl e  4 H ype r pa r a m e te r   s e a r c h s p a c e  f or  s upe r vi s e c om pone nt s  us in g optuna   M ode l   H ype r pa r a m e t e r s   T ype   R a nge / v a l ue   C a t B oos t   I t e r a t i on   D e pt h   L e a r ni ng_r a t e   12_l e a f _r e g   I nt e ge r   I nt e ge r   F l oa t   F l oa t   [ 200.500]   [ 4, 6]   [ 0.01, 0.05]   [ 1, 10]   X G B oos t   n_e s t i m a t or s   M a x_de pt h   L e a r ni ng_r a t e   r e g_l a m bda   I nt e ge r   I nt e ge r   F l oa t   F l oa t   [ 200. 500]   [ 4, 6]   [ 0.01, 0.05]   [ 1, 10]       3.3.2. Gr ap h - b as e d  s e lf - s u p e r vi s e d  c o m p on e n t s   T he   s e lf - s upe r vi s e c om pone nt   a c ts   a s   a   ne twor s tr uc tu r e   e xp e r t N e twor tr a f f ic   is   a bs tr a c te in to   gr a ph  r e pr e s e nt a ti ons ,   w he r e   e a c h   f lo w   is   m ode le d   a s   a  s m a ll   g r a ph  w it two  nod e s   ( e ndpoint s )   c onne c te by   a e dge   th a c a r r ie s   s ta ti s ti c a a tt r ib ut e s   ( e .g.,  byt e s dur a ti on,  a nd  in te r - a r r iv a ti m e ) N ode   f e a tu r e s   a r e   de r iv e f r om   U M A P   e m be ddi ngs e ns ur in a   c om pa c ye di s c r im in a ti ve   la te nt   r e pr e s e nt a ti on.  T he   gr a ph   m ode e m pl oye d i s  G I N E C onv, tr a in e d t hr ough a  t w o - pha s e  s tr a te gy:     C ont r a s ti ve   l e a r ni ng .   T r a in in be gi ns   w i th   th e   I nf oN C E   lo s s   [ 4 1] de s ig ne to   m a x im iz e   s im il a r it y   be tw e e n   e m be d di ngs   o f   no r m a l - n or m a pa i r s   w h il e   s e pa r a t in n o r m a l - a t ta c k   p a i r s .   T h is   e nc o ur a ge s   th e   f o r m a t io o f   e m be dd in gs   th a a r e   bo th   r o bus a nd  di s c r i m in a t iv e   [ 43 ] w he r e   r e pr e s e n ta t io ns   a r e   le a r ne d   by   d is t in g ui s hi ng  in f o r m a t iv e   pos it iv e   s a m p le s   f r om   n oi s e - ba s e ne g a t iv e s   th r o ug t he   I n f o N C E   o bj e c ti ve .        =   [ e x p   (  ( , ) e x p (  ( , ) ) + e x p  = 1 (  ( , ) ) ]   ( 3)     W he r e   a/ p   de not e s   a nc hor - pos it iv e   ( nor m a l)   pa ir s   r e pr e s e nt s   a tt a c e m be ddi ng s ,   a nd   τ = 0.07  is   te m pe r a tu r e  pa r a m e te r .     A dve r s a r ia l   f in e - tu ni ng T f ur th e r   e nha nc e   r obus tn e s s a dve r s a r ia s a m pl e s   a r e   ge n e r a te us in g   th e   f a s t   gr a di e nt   m e th od   ( F G M )   [ 42] T he s e   pe r tu r ba ti ons   a r e   in tr oduc e a s   a ddi ti ona l   ne ga ti ve   e xa m pl e s ,   tr a in in g t he  G N N  t o r e s is e va s io n a tt e m pt s  t ha s ubt ly  m a ni pul a te  ne twor k f e a tu r e s .   T he   c o nc e p tu a w o r k f l ow   o f   t hi s   a d ve r s a r ia t r a in in g   p r o c e s s   is   il lu s tr a te in   F i gu r e   3,   w he r e   r ob us t   e m be dd in gs   a r e   opt i m iz e i te r a t iv e ly   th r o ugh  c on tr a s t iv e   a nd   a dve r s a r ia pa ir in gs T he   f in a ou tp ut   of   th is   c om p one nt   is   a   32 - d im e ns i ona e m be ddi ng  th a c a pt ur e s   bot r e la ti ona s t r uc t ur e   a n r e s i li e nc e   to   a dve r s a r ia pe r tu r ba t io ns .     3.3.3. Un s u p e r vi s e d   an om al y d e t e c t io n  c om p on e n t s   T he   uns upe r vi s e c om pone nt   f unc ti ons   a s   a   be ha vi or a de vi a ti on  e xpe r t f oc us in on   th e   de te c ti on   of   r a r e   or   pr e vi ous ly   uns e e a tt a c k s U nl ik e   s upe r vi s e le a r ni ng,  it   ope r a te s   e nt ir e ly   on  th e   32 - di m e n s io na G N N   e m be ddi ngs   a nd  doe s   not   r e ly   on   la be ls I ns t e a of   r e ly in on  a   s in gl e   m e th od, a   w e ig ht e e n s e m bl e   of   a nom a ly   de te c to r s   i s   c ons tr uc te d,  in c lu di ng  A ut oe nc ode r   r e c ons tr uc ti on  e r r or M a ha la nobi s   di s ta nc e ,   I s ol a ti on  F or e s t,   a nd  one - c la s s   S V M T he   c ont r ib ut io of   e a c de te c to r   is   w e ig ht e a c c or di ng  to   it s   F 2 - s c or e   pe r f or m a nc e   on  th e   tr a in in da ta e ns ur in th a m e th od s   w it h   hi ghe r   di s c r im in a ti ve   c a pa c it e xe r gr e a te r   in f lu e nc e . F or m a ll y, t he  e ns e m bl e  s c or e  i s  de f in e d a s   ( 4) .       =    2  2   =   1     ;     =     =   1   ( 4)     W he r e     is   th e   nor m a li z e a nom a ly   s c or e   f r om   de te c to r   i ,   a nd  k   is   th e   to ta num be r   of   de te c to r s .     T a bl e   5   pr e s e nt s   th e   r e la ti ve   w e ig ht s   a s s ig ne to   e a c d e te c to r   in   th e   f in a e n s e m bl e r e f le c ti ng  th e ir   pr opor ti ona c ont r ib ut io n.   T he   out c om e   of   th is  c om pone nt   is   a  s e of  a nom a ly   s c or e s   th a t  f or m   th e   uns upe r vi s e m e ta - f e a tu r e s T he s e   s e r ve   a s   a   c r it ic a c om pl e m e nt   to   th e   s upe r vi s e a n s e lf - s upe r vi s e pe r s p e c ti ve s e nr ic hi ng  th e   e vi de nc e  a va il a bl e  t o t he  m e ta - le a r ne r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i V ol 14 , N o.  4 D e c e m be r   20 25 126 3 - 12 80   1270       F ig ur e  3. W or kf lo w  of  a dve r s a r ia f in e - tu ni ng  f or  t he   G I N E C on v gr a ph mode l       T a bl e  5. R e la ti ve  w e ig ht s  of  a nom a ly  de t e c ti on c om pone nt s   D e t e c t or   A c t ua l   w e i ght  va l ue   G N N  ( i ni t i a l  pr e di c t i on )   0.409   M a ha l a nobi s   0.200   A ut oe nc ode r   0.198   I s ol a t i on  f or e st   0.109   O ne - c l a s s  S V M   0.084       3.4.     I n t e ll ig e n c e   f u s io n  b y   m e t a - le ar n e r   A th e   s e c ond  le ve of   th e   S T A C K - E D   f r a m e w or k,  in te ll ig e nc e   f us io is   pe r f or m e by  a   m e ta - le a r ne r   th a in te gr a te s   th e   di ve r s e   e vi de nc e   pr oduc e by  th e   s p e c ia li s c om pone nt s .   T hi s   m e c h a ni s m   e m ul a te s   th e   r ol e   of   a in te ll ig e nc e   a na ly s is   c e nt e r w he r e   in put s   f r om   m ul ti pl e   e xpe r ts   a r e   c ons ol id a te in to   a   s in gl e ,   m or e   r e li a bl e   de c is io n.  T he   m e ta - le a r ne r   is   im p le m e nt e us in th e   C a tB oos tC la s s if ie r s e le c te f or   it s   a bi li t y   to   ha ndl e   he te r oge ne ou s   f e a tu r e   di s tr ib ut io ns   a nd  f or   it s   r obus tn e s s   to   ove r f it ti ng.  I nput s   to   th is   le a r ne r   a r e   th e   m e ta - f e a tu r e s   de r iv e f r om   s upe r vi s e d,  s e lf - s upe r vi s e d,  a nd  uns upe r vi s e c om pone nt s   ( s e e   T a bl e   3) in c lu di ng  pr oba bi li ti e s a nom a ly   s c or e s a nd  s tr uc tu r a pr e di c ti ons T e ns ur e   th a th e   m ode ge ne r a li z e s   w e ll   a nd  e m pha s iz e s   r e c a ll   in   s e c ur it y - s e ns it iv e   s c e na r io s th e   op ti m iz a ti on  pr oc e s s   e m pl oye 3 - f ol c r os s - va li da ti on  w it th e   F 2 - s c or e   a s   th e   pr im a r obj e c ti ve T he   F 2 - s c or e   w a s   c ho s e b e c a us e   it   pe na li z e s   f a ls e   ne ga ti ve s   m or e   he a vi ly r e f le c ti ng  th e   hi gh  c os o f   unde te c te a tt a c ks   in   r e a l - w or ld   a ppl ic a ti ons T a bl e   6   s um m a r iz e s  t he  hype r pa r a m e te r   s e a r c h s p a c e  e xpl or e d u s in g G r id S e a r c hC V .   T he   opt im iz a ti on  pr oc e dur e   s y s te m a ti c a ll y   e va lu a te d   a ll   pa r a m e te r   c om bi na ti ons ,   a nd   th e   c onf ig ur a ti on  th a m a xi m iz e th e   F 2 - s c or e   dur in c r os s - va li da ti on  w a s   s e le c te d.  T he   f in a l   m e ta - le a r ne r   th us   r e pr e s e nt s   a n   opt im iz e de c is io f us io n   e ngi ne d e s ig ne d   not   onl to   m a xi m iz e   pr e di c ti ve   a c c ur a c y   but   a l s to   e nha nc e   r obus tn e s s   a ga in s unde te c te in tr us io ns S ubs e que nt   va li da ti on  of   th is   m ode l,   in c lu di ng   P H C is   pr e s e nt e d i n s e c ti on 4.       T a bl e  6. H ype r pa r a m e te r   s e a r c h s p a c e  f or  m e ta - le a r ne r  ( G r id S e a r c hC V )   H ype r pa r a m e t e r s   T ype   V a l ue   e xpl or e d   I t e r a t i ons   I nt e ge r   [ 300, 500]   D e pt h   I nt e ge r   [ 4, 6, 8]   L e a r ni ng_r a t e   F l oa t   [ 0.01, 0.05, 0.1]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A dv A ppl  S c i     I S S N :   2252 - 8814       St ac k in g ar c hi te c tu r e - e ndpoint  de te c ti on:  a hy br id  m ul ti - la y e r e d ar c hi te c tu r e   …  ( A bd R ahm an W ahi d)   1271   3.5.    I n t e r p r e t ab il it y an d   p os t - h oc  c or r e c t io n   A   ke de s ig pr in c ip le   of   S T A C K - E D   is   it s   a bi li ty   to   e vol ve   o ve r   ti m e   a nd  r e m a in   tr a ns pa r e nt   in   it s   de c is io n - m a ki ng.  T o   a c hi e ve   th is two   c om pl e m e nt a r m e c h a ni s m s   a r e   in tr oduc e d:   in te r pr e ta bi li ty   th r ough   X A I   te c hni que s   a nd  a   P H C   pr oc e s s   th a t   s a f e gu a r ds   a g a in s f a ls e   ne g a ti ve s T he s e   m e c ha ni s m s   e n s ur e   th a t   S T A C K - E D   doe s   not   ope r a te   a s   a   s ta ti c   or   opa que   m od e l,   but   r a th e r   a s   a   s y s te m   c a p a bl e   of   c ont in uous   s e lf - a s s e s s m e nt   a nd  r e f in e m e nt I nt e r pr e ta bi li ty   e na bl e s   s e c ur it a na ly s ts   to   tr a c e   how   e vi de nc e   is   w e ig ht e d,  r e duc in th e   c ogni ti ve   ba r r ie r   o f te a s s oc ia te w it c om pl e m a c hi ne   le a r ni ng  pi pe li ne s   a nd  s tr e ngt he ni ng  ope r a ti ona tr us t.   M e a nw hi le th e   P H C   la ye r   a c ts   a s   a   s e c ond a r a na ly ti c a s w e e p,  a ll ow in th e   s ys t e m   to   r e vi s it   bor de r li ne   c a s e s   w it de e p e r   s c r ut in by  le ve r a gi ng  s tr uc tu r a e m be ddi ngs   a nd  s e ns it iv e   a nom a ly   de te c to r s T og e th e r th e s e   c om pone nt s   not   onl e nha nc e   tr a ns pa r e nc a nd  r e s il ie nc e   but   a l s po s it io S T A C K - E D   a s   a   pr a c ti c a ll de pl oya bl e   f r a m e w or a li gne w it m ode r e xpe c ta ti ons   f or   a c c ount a bl e   a nd  a da pt iv e  A I - dr iv e n s e c ur it y s ys te m s .     3.5.1. I n t e r p r e t ab il it y an d   e f f ic ie n c y i m p r ov e m e n t   ( ac t iv e  l e ar n in g )   I nt e r pr e ta bi li ty   is   a ddr e s s e u s in S H A P   [ 44] w hi c h   pr ovi de s   a   th e or e ti c a ll gr ounde d   m e a ns   to   qua nt if y t he  c ont r ib ut io n of  e a c h m e ta - f e a tu r e  t th e  f in a de c is io n. B y de c om pos in g pr e di c ti ons  i nt o a ddi ti ve   f e a tu r e   a tt r ib ut io ns S H A P   e na bl e s   hum a a na ly s ts   to   v a li da te   a nd  unde r s ta nd   th e   r e a s oni ng  of   th e   m ode l.   T he s e   in te r pr e ta bi li ty   in s ig ht s   a r e   f ur th e r   ut il iz e to   s uppor a A c ti ve   L e a r ni ng   c y c le   [ 45] I th is   c y c le in s ta nc e s   th a th e   m ode i s   m o s unc e r ta in   a bout   a r e   pr io r it iz e f or   f ur th e r   in s pe c ti on  a nd   r e tr a in in g.  U nc e r ta in ty   is   m e a s ur e us in S ha nnon  e nt r opy,  w he r e   a   pr ob a bi li ty   di s tr ib ut io c lo s e   to   uni f or m   in d ic a te s   m a xi m um  c onf us io n   a s  ( 5) .     ( ) =     2 ( )   ( 1 ) 2 ( 1 )     ( 5)     H e r e   r e pr e s e nt s   th e   pr e di c te pr oba bi li ty   of   th e   pos it iv e   c l a s s W h e   ≈0.5,  th e   e nt r opy  r e a c he s   it s   m a xi m um s ig na li ng  th a th e   s a m pl e   is   hi ghl a m bi guous B y   i te r a ti ve ly   in c or por a ti ng  s uc hi gh - unc e r ta in ty   s a m pl e s   in to   th e   tr a in in pr oc e s s S T A C K - E D   m a in ta in s   c ont i nuous   im pr ove m e nt   a nd  be tt e r   ge ne r a li z a ti on   ove r  t im e .     3.5.2. P os t - h oc   c or r e c t io n  m e c h an is m   T a ddr e s s   th e   pr obl e m   of   f a ls e   ne ga ti ve s   c a s e s   w he r e   a tt a c ks   a r e   in c or r e c tl c la s s if ie a s   nor m a l,   S T A C K - E D   in tr oduc e s   a   P H C   m e c ha ni s m   a s   a   la s li ne   of   de f e ns e T hi s   m e c h a ni s m   le ve r a ge s   e m b e ddi ngs   pr oduc e by  th e   gr a ph - ba s e d   c om pone nt   a nd  s ubj e c ts   th e m   to   a   s e r ie s   of   hi ghl y   s e n s it iv e   a nom a ly   de te c to r s T he   pr oc e s s   be gi n s   by  is ol a ti ng  s a m pl e s   pr e di c te a s   nor m a by  th e   m e ta - le a r ne r T he s e   a r e   r e - e xa m in e in   th e   G N N   la te nt   s pa c e   ( 32 - di m e ns io na e m be ddi ngs ) w he r e   s ubt le   de vi a ti ons   f r om   nor m a pa tt e r ns   c a be   m or e   e a s il de te c te d.  S e v e r a c om pl e m e nt a r de te c to r s   a r e   a p pl ie M a ha la nobi s   di s ta nc e w hi c m e a s ur e s   s ta ti s ti c a di s ta nc e   f r om   th e   di s tr ib ut io na c e nt e r   of   no r m a da ta H D B S C A N a   de n s it y - ba s e c lu s t e r in a lg or it hm   c a pa bl e   of   la be li ng  lo w - de ns it poi nt s   a s   noi s e L O F w hi c e va lu a te s   th e   lo c a de n s it de vi a ti on   of  a  s a m pl e  r e la ti ve  t o i ts  ne ig hbor s a nd  C os in e  s im il a r it y, w hi c h c a pt ur e s  de vi a ti ons  i n di r e c ti ona s im il a r it a m ong  e m be ddi ngs .   I f   a ny  de te c to r   id e nt if ie s   a in s ta nc e   a s   a n om a lo us th e   pr e di c ti on  i s   c or r e c te d   to   a tt a c k.   T hi s   la ye r e c or r e c ti on  pr oc e s s   s e r ve s   a s   a   s a f e gua r a ga in s e va s iv e   a nd  z e r o - da a tt a c k s r e in f or c in g   S T A C K - E D s  r e s il ie nc e  be yond the  i ni ti a c l a s s if ic a ti on  s ta ge .     3.6.    A d ve r s ar ia r ob u s t n e s s  e val u at io n   B e yond  pr e di c ti ve   a c c ur a c y,  a e s s e nt ia di m e ns io of   e v a lu a ti ng  in tr us io de te c ti on  m ode ls   li e s   in   th e ir   r obus tn e s s   a ga in s a dve r s a r ia m a ni pul a ti on.  I r e a l - w or ld   s c e na r io s a tt a c ke r s   m a de li be r a te ly   in tr oduc e   s ubt le   pe r tu r ba ti ons   to   n e twor tr a f f ic   in   or de r   to   e va de   d e te c ti on.  T a s s e s s   th e   r e s il ie nc e   of   S T A C K - E D a A dvR   e va lu a ti on  w a s   c onduc te d.  T he   pr oc e dur e   f ol lo w s   th e   pr in c ip le   of   w hi te - box  a dve r s a r ia te s ti ng,  w he r e   th e   a dve r s a r is   a s s um e to   ha ve   knowle dge   of   th e   ta r ge m ode l.   P e r tu r ba ti ons   a r e   ge ne r a te us in th e   F G M a   w id e ly   a dopt e e va s io te c hni q ue   th a a ppl ie s   s m a ll   but   s tr a te gi c a ll c r a f te m odi f ic a ti ons   to   in put   f e a tu r e s F or   e a c pe r tu r ba ti on  s tr e ngt h pa r a m e te r iz e by  ϵ a dve r s a r ia s a m pl e s   a r e   pr oduc e d a nd s ubs e que nt ly  us e d t o t e s th e  m ode l’ s  s ta bi li ty T w o m ode ls  w e r e  s ubj e c te d t o t hi s  e va lu a ti on .     3.6.1.  S u p e r vi s e d   e n s e m b le  ( m od e b as e li n e )   T he   ba s e li ne   m ode c or r e s ponds   to   th e   s upe r vi s e e ns e m b le   c om pone nt   ( C a tB oos t + X G B oos t ope r a ti ng  w it hout   hi ghe r - le ve f us io o r   c or r e c ti on  m e c ha ni s m s T hi s   c onf ig ur a ti on  pr ovi de s   a   be nc hm a r to   qua nt if th e   in he r e nt   vul ne r a bi li ty   o f   c onve nt io na s upe r vi s e a ppr oa c he s   unde r   a dve r s a r ia pe r tu r ba ti ons ,   pa r ti c ul a r ly   in   de te c ti ng  s ubt le   or   e v a s iv e   a tt a c p a tt e r ns B y   is ol a ti ng  th e   s upe r vi s e d   e n s e m bl e   f r om   th e   a ddi ti ona r e s il ie nc e   la ye r s   im pl e m e nt e in   S T A C K - E D th is   ba s e li ne   e na bl e s   a   c le a r   a s s e s s m e nt   of   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8814   I nt  J  A dv A ppl  S c i V ol 14 , N o.  4 D e c e m be r   20 25 126 3 - 12 80   1272   in he r e nt   li m it a ti ons   of   s ta nda lo ne   boos ti ng - ba s e c la s s if ie r s   a n hi ghl ig ht s   th e   pe r f o r m a nc e   ga in s   in tr oduc e d   by t he  m ul ti - la ye r e d a r c hi te c tu r e .     3.6.2.  S T A C K - ED   T he   c om pl e t e   S T A C K - E D   a r c hi te c tu r e in te gr a ti ng  s upe r vi s e d,  s e lf - s upe r vi s e d,   a nd  un s upe r vi s e d   c om pone nt s   a lo ng   w it th e   m e ta - le a r ne r w a s   te s te d   a ga in s th e   s a m e   a dve r s a r ia s a m pl e s F or  e a c h   pe r tu r be in s ta nc e th e   m e ta - f e a tu r e s   w e r e   r e c on s tr uc te f r om   th e   e m b e d di ngs   a nd a nom a ly   s c or e s   of   th e   ba s e - le a r ne r s e ns ur in th a th e   f u s io pr oc e s s   r e m a in e d   c ons i s te nt   unde r   a tt a c c ondi ti ons .   P e r f or m a nc e   de gr a da ti on  w a s   m e a s ur e us in th e   F 2 - s c or e c ho s e be c a us e   it   e m pha s iz e s   r e c a ll   a nd  di r e c tl pe na li z e s   f a l s e   ne ga ti ve s a n   e s pe c ia ll c r it ic a pr ope r ty   in   c ybe r s e c ur it y,  w he r e   unde te c te a tt a c ks   c a r r s e ve r e   im pl ic a ti on s B y   c om pa r in th e   r a te   of   F 2 - s c or e   r e duc ti on  a c r os s   in c r e a s in va lu e s   of   th e   e va lu a ti on  pr ovi de s   in s ig ht   in t o   th e   r e la ti ve   r e s il ie nc e   of   S T A C K - E D   ve r s us   th e   ba s e li ne   m o de l.   I s um m a r y,  th e   pr opos e m e th odol ogy   in te gr a te s   m ul ti pl e   pe r s pe c ti ve s   in to   a   uni f ie S T A C K - E D   f r a m e w or k,  be gi nni ng  w it a   s tr uc tu r e da ta   pi pe li ne f ol lo w e by  la ye r e a r c hi te c tu r e   de s ig n,  a nd  c ul m in a ti ng  in   in te ll ig e nc e   f us io n,  in te r pr e ta bi li ty a nd   r e s il ie nc e   m e c h a ni s m s .   E a c m e th odol ogi c a l   c om pone nt   w a s   de li be r a te ly   s e le c te to   a ddr e s s   th e   li m it a ti ons   of   c onve nt io na de te c ti on  s ys te m s s upe r vi s e le a r ni ng  f or   known  pa tt e r ns gr a ph - ba s e s e lf - s upe r vi s e d   le a r ni ng  f or   s tr uc tu r a in s ig ht s un s upe r vi s e d   a nom a ly   de t e c ti on  f or   nove th r e a ts a nd  P H C   a s   a   s a f e gua r a ga in s f a ls e   ne ga ti ve s T he   in c lu s io of   e xpl a in a bi li ty   ( vi a   S H A P ) a c ti ve   le a r ni ng,  a nd   A dvR   e va lu a ti on   f ur th e r   e ns ur e s   th a S T A C K - E D   not   onl y   a c hi e v e s   hi gh   pr e di c ti ve   pe r f or m a nc e   but   a l s m a in ta in s   tr a ns pa r e nc a nd  a da pt a bi li ty   in   a dve r s a r ia e nvi r onm e nt s H a vi ng  e s ta bl i s he th is   m e th odol ogi c a l   f ounda ti on,  th e   ne xt   s e c ti on  pr e s e nt s   th e   e xpe r im e nt a r e s ul ts   a nd  di s c u s s e s   how   th e   pr opos e f r a m e w or pe r f or m s  i n pr a c ti c e  a c r os s  m ul ti pl e  e va lu a ti on dim e ns io n s .       4.   R E S U L T     T hi s   s e c ti on   pr e s e nt s   th e   r e s ul ts   of   a   s e r ie s   of   e m pi r ic a e va lu a ti ons   de s ig ne to   va li da te   th e   pe r f or m a nc e   of   S T A C K - E D   a c r os s   m ul ti pl e   di m e ns io ns   of   e n dpoi nt   th r e a de te c ti on.  T he   r e por te d   f in di ngs   de m ons tr a te   how   th e   pr opos e hybr id   a r c hi te c tu r e   e nha nc e s   pr e di c ti ve   a c c ur a c y,  s tr e ngt he ns   r e s il ie n c e   a ga in s bot h c onve nt io na a nd   a dve r s a r ia th r e a ts , a nd  im pr ove s   de c is io r e li a bi li ty   th r ough  m ul ti - pe r s pe c ti ve   in te ll ig e nc e   f us io n.  B e yond   num e r ic a pe r f or m a nc e th e   r e s ul ts  a ls hi ghl ig ht   th e   m ode l’ s   in te r pr e ta bi li ty   a nd   a da pt a bi li ty e m pha s iz in how   S T A C K - E D   m a in ta in s   s ta bl e   pe r f or m a nc e   in   dyna m ic   e nvi r onm e nt s   w hi le   of f e r in g t r a ns pa r e nt  i ns ig ht s  t ha s uppor pr a c ti c a c ybe r s e c ur it y de c is io n - m a ki ng.     4.1.     O ve r al p e r f or m a n c e  o f  S T A C K - E D   m od el   T he  pe r f or m a nc e  of  S T A C K - E D  w a s  e va lu a te d pr ogr e s s iv e ly  a c r os s  i ts  c ons ti tu e nt  s ta ge s , r e f le c ti ng  th e   la ye r e c om pl e xi ty   of   th e   a r c hi te c tu r e T a bl e   r e por ts   th e   r e s ul ts   in   te r m s   of   A c c ur a c y,  F 2 - s c or e P r e c is io n,  R e c a ll a nd  R O C - A U C   f or   e a c s ta ge r a ngi ng  f r o m   in di vi dua c om pone nt s   to   th e   f in a hybr id   m ode e nha nc e d by a c ti v e  l e a r ni ng.       T a bl e  7. S um m a r y of  e va lu a ti on me tr ic  pe r f or m a nc e  f or  e a c h s t a ge  of  t he  S T A C K - E D  m ode l   M ode l  s t a ge   A c c ur a c y   F2 - s c or e   P r e c i s i on   R e c a l l   R O C - AUC   S upe r vi s e d ( T 3)   0.9626   0.9662   0.9572   0.9685   0.9626   S e l f - s upe r vi s e d ( T 4)   0.8383   0.8298   0.8472   0.8256   0.8383   U ns upe r vi s e d -   t r a i ni ng ( T 5)   0.8239   0.8226   0.8252   0.8219   0.8239   U ns upe r vi s e d - va l i da t i on ( T 5)   0.8224   0.8224   0.8224   0.8224   0.8224   H ybr i d t r a i ni ng ( T 6)   0.9866   0.9911   0.9796   0.9940   0.9866   H ybr i d va l i da t i on ( T 6 )   0.9857   0.9898   0.9793   0.9924   0.9857   H ybr i d+A L  ( T 7)   0.9829   0.9889   0.9733   0.9929   0.9829       A   c le a r   tr e nd  of   pr ogr e s s iv e   p e r f or m a nc e   im pr ove m e nt   c a b e   obs e r ve a c r os s   th e   la ye r e s ta ge s .   T he   s upe r vi s e e ns e m bl e   a s t a ge   T s e r ve s   a s   a   s tr ong  ba s e li ne a c hi e vi ng  a F 2 - s c or e   of   0.9662  a nd  a c c ur a c of   0.9626,  w hi c de m on s tr a te s   it s   r e li a bi li ty   in   id e nt if yi ng  known  a tt a c pa tt e r ns T he   gr a ph - ba s e d   s e lf - s upe r vi s e c om pone nt   ( T 4) w hi le   not   a   f in a c la s s if ie r c ont r ib ut e s   s ig ni f ic a nt ly   by   pr oduc in g   e m be ddi ngs   th a c a pt ur e   r e la ti ona s tr uc tu r e s ,   w it a F 2 - s c or e   of   0.8298.  S im il a r ly th e   uns upe r vi s e d   a nom a ly   de te c ti on  c om pone nt   ( T 5)   a c hi e ve s   a F 2 - s c or e   o f   0.8224,  r e f le c ti ng  it s   c a pa c it to   id e nt if y   a nom a li e s   w it hout   la be l e da ta T he   m o s s ub s ta nt ia pe r f or m a nc e   ga in   o c c ur s   a t   s ta ge   T 6,  w h e r e   th e   m e t a - le a r ne r   in te gr a te s   out put s   f r om   a ll   ba s e - le a r ne r s T he   hybr id   f us io a c hi e ve s   a F 2 - s c or e   of   0.9898  a nd  a c c ur a c of   0.9857,  e vi de nc in th e   e f f e c ti ve ne s s   of   s ta c ki ng   in   s ynt he s iz in di ve r s e   f or m s   of   e vi de nc e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.