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.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 ,   p p .   437 ~ 449   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 1 6 i 1 . pp 4 3 7 - 4 4 9           437       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   IDPS:  A  ma chin e  learning  f ra me w o rk f o r re a l - time   intrusio detec tion a nd pro tect io n sy ste m for  ma licio us   inter ne a ctivity       Ra is a   F a bih a 1 ,   Ste in J o a chim   Reber io 1 ,   Z ub a y er   F a ra zi 1 ,   F er na Na rin N ur 2 ,   Sh a he ena   Su lt a na 1 ,   A.   H .   M .   Sa if ul I s la m 1   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   N o t r e   D a me  U n i v e r si t y ,   D h a k a ,   B a n g l a d e s h   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   D a f f o d i l   I n t e r n a t i o n a l   U n i v e r si t y ,   D h a k a ,   B a n g l a d e s h       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   7 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Oct  1 2 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   No v   2 3 ,   2 0 2 5       Wi th   t h e   in c re a sin g   fre q u e n c y   a n d   c o m p lex it y   o c y b e th re a ts,  th e re   is  a   p re ss in g   n e e d   f o r   e ffe c ti v e   re a l - ti m e   so lu ti o n s   to   d e tec a n d   p re v e n t   m a li c io u a c ti v it ies .   T h is  stu d y   i n tro d u c e a   n o v e m a c h in e   lea rn in g - b a se d   a rc h it e c tu re   fo r   re a l - ti m e   c y b e rse c u rit y   to   e n h a n c e   a c c u ra te  id e n ti fica ti o n   a n d   p re v e n ti o n   o f   m a li c io u c y b e a c ti v i ti e s.  T h e   p r o p o se d   f ra m e wo rk   c o m b in e a d v a n c e d   m a c h i n e   lea rn in g   a l g o rit h m wit h   W ires h a rk   n e two rk   traffic  a n a ly sis  to   e ffe c ti v e l y   d e tec a n d   c las sify   a   wi d e   ra n g e   o f   c y b e ra tt a c k s,  p r o v i d in g   ti m e ly   a n d   a c ti o n a b le  i n sig h ts  to   c y b e rse c u rit y   p ro fe ss io n a ls.  A co re   c o m p o n e n o th is sy ste m   is a p r o to t y p e   b lo c k e r,   wh ich   is  se a m les sly   in teg ra ted   wit h   Cisc o   in fra stru c t u re ,   e n a b li n g   p ro a c ti v e   in terv e n t io n   b y   b lo c k in g   su sp ici o u IP   a d d re ss e in   re a l - ti m e .   In   a d d it i o n ,   a   u se r - frien d l y   we b   a p p li c a ti o n   e n h a n c e sy ste m   o p e ra b il it y   b y   o ffe rin g   in tu i ti v e   d a ta  v isu a li z a ti o n   a n d   a n a ly ti c a to o ls,  e n a b li n g   ra p i d   a n d   in f o rm e d   d e c isio n - m a k i n g .   Th is  c o m p re h e n siv e   a p p ro a c h   n o t   o n ly   s tren g t h e n s   n e two rk   se c u rit y   a n d   p ro tec ts  d i g it a a ss e ts  b u t   a lso   e q u i p d e fe n d e rs  wit h   th e   c a p a b il it y   to   re sp o n d   e ffe c ti v e ly   t o   th e   d y n a m ic  lan d sc a p e   o c y b e r   th re a ts.   K ey w o r d s :   I n tr u s io n   d etec tio n   Ma ch in lear n in g   alg o r ith m s   Netwo r k   f o r e n s ics   Pack et  an aly s is   R ea l - tim Pro tectio n   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 :   Fer n az   Nar in   Nu r   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Daf f o d il   I n ter n atio n al  Un iv er s ity   Dh ak a,   B an g lad esh   E m ail: f er n az n u r @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h in ter n et  h as  b ec o m an   ess en tial  co m p o n en o f   e v er y d ay   life   in   to d a y s   wo r ld ,   in f lu en cin g   n ea r ly   ev er y   asp ec o f   s o ci ety .   Peo p le  ar m o r d e p en d en o n   th in ter n et  th a n   e v er   b ec au s to   th e   ad v an ce m e n o f   s m ar tp h o n e s ,   in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   d ev ices,  an d   f ast  co n n ec tio n s .   B ec au s o n lin e   co m m u n icatio n   is   s o   wid ely   u s ed ,   wid r an g o f   c y b er th r e ats,  s u ch   as  r an s o m war e,   p h is h in g ,   m alwa r e,   a n d   d ata  b r ea ch es,  ca n   af f ec p eo p le,   co m p an ies,  an d   in f r astru ct u r e   [ 1 ] .   E co n o m ic  s tab ilit y ,   s ec u r ity ,   an d   p r i v ac y   ar all  s er io u s ly   jeo p ar d ized   b y   th ese  ch allen g es.   As  n etwo r k - r elate d   c r im es  in cr ea s e,   en h an ce d   cy b e r s ec u r ity   an d   m o n ito r in g   ar ess en tial  to   co m b at   th ese  th r ea ts .   Netwo r k   f o r e n s ics  p lay s   k ey   r o le  b y   in v esti g atin g   s ec u r ity   in ci d en ts ,   id en tify i n g   v u ln er ab ilit ies,  an d   tr ac in g   th e   s o u r ce s   o f   cy b e r   th r ea ts .   I in v o lv es  ca p tu r in g   an d   a n aly zin g   n etwo r k   tr a f f ic  to   u n co v e r   d etails  ab o u co m m u n icatio n ,   s u ch   as  s o u r ce ,   d esti n atio n ,   tim in g ,   an d   co n ten [ 2 ] [ 3 ] .   T h is   ap p r o ac h   is   cr itical  f o r   r esp o n d in g   to   a n d   p r ev en tin g   in ter n et - r elate d   cr im es.  Pack et  an al y s is   is   cr u cial  m eth o d   in   n etwo r k   f o r en s ics  to   g ath er   e v id en ce   an d   d etec s u s p icio n s .   n etwo r k   ac tiv ities ,   in clu d i n g   in tr u s io n   attem p ts ,   b r u te  f o r ce ,   p o r t scan s ,   d is tr ib u ted   d en ial - of - s er v ice  ( DDo S),   an d   d en ial - of - s er v ice  ( Do S)   [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] .     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.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 3 7 - 449   438   Ma ch in lear n i n g   ( ML )   tech n iq u es  co m b in ed   with   n etwo r k   f o r en s ics  en h an ce   c y b er s e cu r ity   b y   en ab lin g   f aster   an d   m o r ef f icien th r ea d etec tio n .   Un lik e   tr ad itio n al  m eth o d s ,   wh ich   a r tim e - co n s u m in g   an d   m a y   m is s   n ew  attac k s ,   m ac h in lear n i n g   ca n   id e n tify   c o m p lex   p atter n s   a n d   a n o m alie s   in   n etwo r k   tr af f ic.   Stu d ies,  s u ch   as  th o s b y   Naq ash   et  a l.   [ 7 ]   an d   Sh iv ar et  a l .   [ 8 ] s h o th e   ef f ec tiv en ess   o f   m ac h in lear n i n g - b ased   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s   ( I DS) ,   in clu d in g   h y b r id   m o d els  with   c o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  an d   lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( L STM s ) .   Usi n g   s u p er v is ed   lear n in g   o n   d atasets   li k C an ad ian   I n s titu te  f o r   C y b e r s ec u r ity   I n tr u s io n   Dete ctio n   Sy s tem   2 0 1 7   d ata s et  ( C I C I DS - 2 0 1 7 )   h elp s   cla s s if y   th r ea ts ,   wh ile   p ac k et  an aly s is   allo ws  f o r   d et ec tin g   ze r o - d ay   attac k s .   I n teg r atio n   with   r ea l - tim to o ls   lik W ir esh ar k   f u r th er   s tr en g th en s   th r ea t d etec tio n   an d   r esp o n s ca p a b ilit ies.   Desp ite  th ese  ad v an ce m en ts ,   m o s ex is tin g   s y s tem s   f o cu s   o n ly   o n   d etec tio n   with o u im p lem en tin g   r ea l - tim m itig atio n   s tr ateg ies.  T h er is   p r ess in g   n ee d   f o r   in tellig en t,  au to m ate d   s y s tem s   th at  ca n   b o th   d etec an d   p r o ac tiv ely   r esp o n d   to   cy b er   th r ea ts   in   r ea l - tim e.   T o   ad d r ess   th is   g ap ,   th is   p ap er   p r o p o s es  a n   ad v an ce d   r ea l - tim in tr u s io n   d etec tio n   an d   p r o tectio n   s y s tem   ( I DPS)  th at  co m b in es  m ac h in lear n in g ,   n etwo r k   f o r en s ics,  an d   a u to m ated   b lo ck in g   to   d etec t,  an aly ze ,   an d   m itig ate  c y b er   t h r ea ts   in   r ea l - tim e.   T h e   f r am ewo r k   in teg r ates  n etwo r k   tr af f ic  an al y s is   u s in g   W ir esh ar k   with   m ac h in lear n in g   al g o r ith m s   to   class if y   an d   b lo ck   m alicio u s   ac tiv ities ,   co n tr ib u tin g   to   e n h an ce d   cy b er s ec u r ity   p r ac tices.  T h aseen   et  a l.   [ 9 ]   s p ec if ically   an aly ze d   W ir esh ar k   PC AP   f ile s ,   wh er ea s   o u r   wo r k   u s es  th C I C I DS - 2 0 1 7   d ataset,   wh ich   is   wid ely   r ec o g n ized   an d   co n s is ts   o f   d if f er e n t ty p es o f   attac k s   alo n g   with   u p - to - d ate  n etwo r k   attac k   p atter n s .     T h p r im ar y   aim   o f   th is   wo r k   is   to   d ev elo p   a   p r ac tical,   s ca lab le,   an d   d ep lo y ab le  m ac h in e   lear n in g - b ased   f r am ewo r k   th at  n o o n l y   d etec ts   in tr u s io n s   with   h ig h   ac cu r ac y   b u also   in itiates   au to m ated   n etwo r k - lev el  co u n ter m ea s u r es.  Ou r   ce n tr al  an aly s is   is   th at  co m b in in g   r ea l - tim p ac k et  a n aly s is   with   ML - d r iv en   d etec tio n   an d   au to n o m o u s   b lo ck in g   s ig n if ican tly   en h an ce s   th ef f ec tiv en ess   o f   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s .   T h k ey   c o n tr ib u tio n s   o f   o u r   wo r k   ar as f o llo ws:   a.   W h av u s ed   t h C I C I DS - 2 0 1 7   d ataset  to   tr ain   o u r   i n tr u s io n   d etec tio n   m o d el   an d   em p lo y ed   W ir esh ar k ,   wid ely   u s ed   p ac k et - ca p tu r in g   an d   n etwo r k   an aly s is   to o l,  to   test   th m o d el s   ac cu r ac y   with   r ea l - tim d ata.   b.   W h av d etec ted   ab n o r m al  p ac k ets  th at  ar a u to m atica lly   lo g g ed   in to   a   d y n am ically   u p d ated   d atab ase,   wh ich   h elp s   p r e v en t p o ten tial  th r ea ts   b y   s to r in g   d etails f o r   f u r th er   a n aly s is   an d   ac tio n .   c.   W h av d ev elo p ed   a n   in ter a ctiv web   ap p licatio n   f o r   v is u aliza tio n   an d   an aly s is ,   wh ic h   p r o v id es  r ea l - tim in s ig h ts   in to   n o r m al  a n d   ab n o r m al  n etwo r k   p ac k ets,  en h an cin g   u s er   u n d er s tan d in g   o f   n etwo r k   tr a f f ic.   d.   p r o to ty p b lo ck e r   s y s tem   is   d ev elo p ed   th at  r etr iev es  m alicio u s   I ad d r ess es  id en tifie d   f r o m   t h d atab ase  in   r ea l tim an d   p r o a ctiv ely   b lo ck s   th ese  ad d r ess es,  th er eb y   im p r o v in g   n etwo r k   s e cu r ity .   e.   T h p r o p o s ed   s y s tem   d em o n s tr ated   an   ac cu r ac y   o f   8 1 i n   class if y in g   n etwo r k   tr af f ic,   o u tp e r f o r m in g   s im ilar   m o d els in   s ca lab ilit y   an d   d etec tio n   tim e.   T h r em ain d er   o f   th is   p a p er   i s   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   r ev iews  th r elev an lite r atu r an d   p r ev io u s   r esear ch   in   th e   f iel d .   Sectio n   3   o u tlin es  th f o u n d atio n al   co n ce p ts   an d   th e   in tu itiv ap p r o ac h   u n d er ly i n g   o u r   wo r k .   T h d e tailed   m eth o d o lo g y   is   p r esen t ed   in   s ec tio n   4 .   Sectio n   5   d is cu s s es  th r esu lts   o b tain ed   a n d   p r o v id es  c o m p r eh en s iv e   an aly s is .   Fin ally ,   s ec tio n   6   co n clu d es  th e   p ap er   a n d   s u g g ests   d ir ec tio n s   f o r   f u tu r r esear ch .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   An   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   ( I DS)   is   ess en tial  f o r   cy b e r s ec u r ity ,   m o n it o r in g   n etwo r k   tr af f ic  f o r   m alicio u s   ac tiv ities   [ 1 0 ] .   De tectio n   tech n iq u es  in clu d e   p ac k et  an aly s is   [ 1 1 ]   an d   f lo w   d ata  an aly s is   [ 3 ] Sig n atu r e - b ased   I DS  d etec ts   k n o wn   th r ea ts   b u s tr u g g le s   with   n ew  attac k s   [ 9 ] ,   wh ile  an o m aly - b ased   ap p r o ac h es  u s m ac h in es  to   id en tify   ze r o - d ay   th r ea ts   [ 8 ] .   R u le - b ased   an d   clo u d - b ased   m et h o d s   en h a n ce   r ea l - tim d etec tio n   [ 1 2 ] Ma ch in lear n in g   tech n i q u es  lik K - n e ar est  n eig h b o r s   ( K - NN) ,   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM) ,   an d   co n v o l u tio n al  n e u r al  n etwo r k   ( C NN)   im p r o v e   ac cu r ac y   [ 1 3 ] [ 8 ] ,   an d   h y b r id   s y s tem s   f u r t h er   en h an ce   d etec tio n   r ates  wit h   r e d u ce d   f alse  p o s itiv es.  R ec en s tu d ies  p r o p o s in te g r ated   I DS  m o d els  lev er ag in g   ML   an d   r u le - b ased   ap p r o ac h es f o r   r o b u s s ec u r ity   [ 1 4 ] [ 1 5 ] .   Usi n g   s o p h is ticated   alg o r ith m s   an d   in - d ep th   ex am in atio n   o f   ea ch   p ac k et s   d ata,   we  h av s elec ted   m ac h in lear n in g - b ased   d ete ctio n   an d   p ac k et  an aly s is   m eth o d s   f o r   in tr u s io n   d etec tio n   in   o u r   s tu d y .   B y   co m b in in g   th ese  s tr ateg ies,  we  aim   to   im p r o v e   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem s   ca p ab il ity   to   id en tif y   an d   n eu tr alize   o n lin t h r ea ts .   Usi n g   d if f er e n s tr ateg ies,  v ar iety   o f   m ac h in e   lear n in g   m o d els  h av b ee n   p r o p o s ed   o n   th C I C I DS - 2 0 1 7   d ataset.   I n   o r d er   to   id en tif y   n etwo r k   a s s au lts   in   th C I C I DS - 2 0 1 7   d ataset,   Pan war   et   a l.   [ 1 4 ]   u s ed   eig h t   s u p er v is ed   cl ass if icatio n   alg o r ith m s ,   i n clu d in g   Ga u s s ian NB   ( GNB),   B er n o u lliNB   ( B NB ) ,   d ec is io n   tr ee   ( DT ) K - n ea r est  n eig h b o r s   ( K - NN) lo g is tic  r eg r e s s io n   ( L R ) s u p p o r t   v ec to r   m ac h in e   ( SVM) r an d o m   f o r est  ( R F) ,   an d   s to ch asti g r ad ien d escen ( SGD) .   T h r ee   m ac h in lear n in g   m o d els  wer cr ea ted     b y   E lm asri  et  a l.   [ 1 5 ]   u tili zin g   th lo ca o u tlier   f ac t o r   ( L OF) ,   im p r o v e d   k - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN)   alg o r ith m 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         I DP S :   A   ma ch in e   lea r n in g   fr a mewo r fo r   r ea l - time   in tr u s i o n   d etec tio n   a n d   …  ( R a is a   F a b ih a )   439   Var io u s   s tu d ies  h ig h lig h th e   ef f ec tiv en ess   o f   ML   m o d els   in   d etec tin g   n etwo r k   attac k s   u s in g   th e   C I C I DS - 2 0 1 7   d ataset   [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 ] .   W ir esh ar k ,   a   p o wer f u n etwo r k   p r o to c o an al y ze r ,   is   wid ely   u s ed   f o r   d ig ital  f o r en s ics  an d   cy b er s ec u r ity .   Kam b le   et  a l [ 2 0 ]   d em o n s tr ated   its   u tili ty   in   d ata  co llectio n   an d   m o n ito r in g ,   wh ile  So e p en o   [ 2 1 ]   em p h asized   its   s u p er io r ity   o v er   T C Pd u m p   an d   NetFlo f o r   r ea l - tim e   p ac k et   an aly s is .   Do d iy et   a l.   [ 2 2 ]   u tili ze d   W ir esh ar k   to   id en tif y   in d icato r s   o f   co m p r o m is ( I OC s )   f o r   m alwa r e   d etec tio n .   C h au d h ar y   et  a l.   [ 2 3 ]   ex p lo r ed   n etwo r k   tr af f i an aly s is   ( NT A)   with   W ir esh ar k ,   d e v elo p in g   g eo lo ca tio n - b ased   v is u aliza tio n   f o r   s ec u r ity   tr ac k in g .   Ma b s a li  et  a l.   [ 2 4 ]   u s ed   W ir esh ar k   to   d etec T C S YN   f lo o d   attac k s ,   an aly zi n g   tr a f f ic   p atter n s   an d   v u ln er a b ilit ies.  Ou r   s tu d y   b u ild s   o n   th ese  in s ig h ts   b y   estab lis h in g   d atab ase  to   s to r p ac k et  d etails  an d   d ev elo p i n g   we b   ap p licatio n   f o r   in tr u s io n   d et ec tio n   an aly s is   an d   v is u aliza tio n .       3.   SYST E M   ARCH I T E CT U R E   T h er ca n   b m an y   u s er s   in   n etwo r k   s y s tem   th at  ar c o n n e cted   v ia  r o u ter s   to   s er v er s .   W h en   an   en d   u s er s   d ev ice   tr an s m its   p ac k et,   it  is   p r o ce s s ed   as  well  a s   s ec u r ity   ch ec k ed   b y   th d ef au lt  p r e - c o n f i g u r ed   r o u ter   f ir ewa ll  s y s tem   a n d   th e n   p ass ed   t h r o u g h   th e   s er v er s   d ef a u lt  g atew ay   to war d s   th e   d esti n atio n   d e v ice.   Un f o r tu n atel y ,   cy b e r cr im in als  h av b ec o m s o   ad v an ce d   t h at  th ey   ca n   ea s ily   b r ea k   th r o u g h   th at  d ef au lt   s ec u r ity   s y s tem   an d   co m m it  cr im es  with o u leav in g   tr ac e.   T h er ef o r e,   m o r s ec u r i n tellig en s ec u r ity   ap p r o ac h   is   n ee d ed ,   an d   o u r   I DPS is   s u itab le  to o l.   I DPS  is   tr ain ed   u s in g   th e   K - NN  ML   Alg o r ith m   t h at  ch ec k s   v ar io u s   p a r am eter s   o f   p ac k et  p ass in g   th r o u g h   th s er v er ,   an d   it  tr ies  to   ca teg o r ize  th p ac k et  in to   eith er   n o r m al  o r   n o n - n o r m al  p ac k ets.  No r m al  p ac k ets  ar p ass ed ,   wh ile  s u s p icio u s   o n es  tr ig g er   I b lo ck i n g .   d y n a m ic  d atab ase  s to r es  s u s p icio u s   p ac k et  d ata,   wh ich   is   th en   u s ed   to   g en er ate  a   co m m a n d   l o g   f o r   b lo ck in g   th o s I Ps   in   th e   r o u t er s   f ir ewa ll.  T h is   p r o ce s s   r ep ea ts ,   u p d atin g   th e   d atab ase  with   s u s p icio u s   n ew   d ata.   I n   Fig u r e   1 ,   we  s ee   th at  o u r   I DPS  s y s tem   is   in teg r ated   in to   n etwo r k   v ia  p r im ar y   r o u ter .   T h I DS  an aly ze s   p ac k et  tr af f ic,   allo win g   n o r m al  p ac k ets  to   p ass   an d   is o latin g   s u s p icio u s   o n es.  Su s p icio u s   p ac k et  d ata  is   s to r ed   in   tem p o r ar y   d ata b ase,   wh ich   is   th en   u s ed   to   g en er ate   co m m an d   lo g   f o r   b lo c k in g   m alicio u s   i n ter n et  p r o to c o ( I P)   ad d r ess es.  Simu ltan eo u s ly ,   au th o r ized   p er s o n n el  ar e   aler t ed ,   en a b lin g   r ap id   I b l o ck in g   v ia  th e   co m m a n d   lo g ,   en s u r in g   n etwo r k   s ec u r ity   an d   f ac ilit atin g   f o r en s ic  an aly s is .           Fig u r 1 .   Sy s tem   ar c h itectu r e       4.   M E T H O DO L O G Y   T h is   s ec tio n   d escr ib es  th p r o p o s ed   in tr u s io n   d etec tio n   an d   p r o tectio n   s y s tem   b ased   o n   r ea l - tim e,   m ac h in lear n i n g - d r iv en   ap p r o ac h .   T h p h ases   o f   th m et h o d o lo g y   a r v is u alize d   in   F ig u r 2 .   R ea l - tim e   n etwo r k   tr af f ic  d ata  is   co llected   u s in g   wir esh ar k ,   f o llo we d   b y   r ig o r o u s   clea n in g   an d   f ea tu r s elec tio n   to   p r ep ar th d ata  f o r   th d ev el o p m en o f   m ac h in lear n in g   m o d els.  T h tr ain ed   m o d el  is   th en   ev alu ated   u s in g   W ir esh ar k - ca p tu r ed   d ata   to   as s ess   its   ef f ec tiv en ess   in   class i f y in g   b en i g n   a n d   n o n - b e n ig n   tr af f ic.   Fin ally ,   th e   d ep lo y e d   m o d el  p r ed icts   th n atu r o f   i n co m in g   tr af f ic  in   r ea l - tim e,   en ab lin g   t h id en tif icatio n   o f   p o te n tial  in tr u s io n s   an d   th e   im p lem en ta tio n   o f   a p p r o p r iate  s ec u r ity   m ea s u r es.   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.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 3 7 - 449   440       Fig u r 2 .   Ph ases   o f   th e   m eth o d o lo g y       4 . 1 .     P ha s es o f   m et ho do lo g y   4 . 1 . 1.   Da t a   co llect io n pro ce s s   T o   en s u r m o d el  r o b u s tn ess   an d   f air n ess ,   we  h av p er f o r m ed   co m p r eh en s iv d ata  p r e p r o ce s s in g ,   in clu d in g   clea n in g ,   b alan cin g ,   an d   s p litt in g   th e   d ataset.   T h p u b licly   av ailab le  C I C I DS2 0 1 7   d ataset  ( 7 9   f ea tu r es)  f r o m   C I C I DS  [ 1 1 ]   is   ch o s en   f o r   its   r ec e n n etw o r k   tr af f ic  d ata  ( 5   d a y s )   en c o m p ass in g   d iv er s e   attac k s ,   in clu d in g   DDo S   [ 2 5 ] p o r s ca n   [ 2 6 ] ,   B o tn et   [ 2 7 ] ,   I n f iltra tio n   [ 2 8 ] ,   web   attac k s B r u te  Fo r ce   Attack ,   XSS  attac k   [ 2 9 ]   an d   SQL  in je ctio n   attac k   [ 3 0 ] .   Fig u r 3   d es cr ib es  th f iles   co n tain ed   with in   th C I C I DS2 0 1 7   d ataset.   T h is   f ig u r e   o f f er s   a   co m p r e h en s iv o v er v iew  o f   th d ata   s tr u ctu r a n d   o r g a n izatio n ,   en h an cin g   u n d er s tan d i n g   o f   th d ataset s   co n ten ts .           Fig u r 3 .   Descr ip tio n   o f   f iles   co n tain in g   t h C I C I DS 2 0 1 7   d a taset       4. 1. 2.   Da t a   p re pro ce s s ing   T h r aw   d ata   is   th o r o u g h l y   cl ea n e d ,   ad d r ess i n g   t h e   m is s i n g   v al u es   b y   im p u t ati o n   an d   d i v id i n g   t h e m   in t o   tr ai n i n g   a n d   tes ti n g   s ets   f o r   t h m o d el  ev al u a ti o n   i n   an   u n b i ase d   w ay .   T o   a d d r e s s   class   im b ala n c e,   s y n th eti c   m i n o r it y   o v e r s a m p li n g   t ec h n i q u e   ( S MO T E )   is   u s e d   to   g e n e r ate   s y n th eti d ata   p o in ts   f o r   t h e   m in o r it y   class ,   en s u r i n g   a   b al an ce d   d a taset   f o r   ef f e cti v m ac h i n l e ar n i n g   m o d el  t r ai n i n g .   T h is   p r e p r o c ess i n g   s t ep   s ig n i f ic a n tl y   im p r o v es t h r e li ab i lit y   o f   t h e   m o d el   b y   r e d u ci n g   b i as  in tr o d u ce d   b y   u n ev e n   cl ass   d is t r i b u ti o n .   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         I DP S :   A   ma ch in e   lea r n in g   fr a mewo r fo r   r ea l - time   in tr u s i o n   d etec tio n   a n d   …  ( R a is a   F a b ih a )   441   4. 1. 3.   F ea t ure  s elec t io n   Featu r s elec tio n   p lay s   cr u ci al  r o le  in   im p r o v in g   m o d el  ef f icien cy   an d   ac cu r ac y   b y   id en ti f y in g   th e   m o s r elev an n etwo r k   p ar a m eter s   f o r   class if icatio n .   Af ter   d ata  p r e - p r o ce s s in g ,   cr u cial  s tep   in v o lv es  s elec tin g   th m o s in f o r m ativ f ea tu r es  f o r   in tr u s io n   d etec t io n .   R ath er   th an   r an d o m ly   ch o o s in g   f ea tu r es,  th e   s elec tio n   f o cu s es  o n   th o s with   clea r   s ig n if ican ce   to   id en tify   n etwo r k   th r ea ts .   Ke y   f ea tu r es  s u ch   as   Destin atio n   Po r t   ( d is tin g u is h in g   n etwo r k   s er v ices) ,   T C f lag s   ( in s ig h ts   in to   co n n ec tio n   an d   d ata  f lo w) ,   an d   C o n g esti o n   W in d o R ed u c ed   an d   E C N - E ch o   ( in d ica to r s   o f   co n g esti o n   c o n tr o l   a n d   n etwo r k   h ea lth )   en h an ce s   th ab ilit y   o f   th m o d el  to   d if f er e n tiate  n o r m al  tr af f ic  f r o m   in tr u s io n s .   As  d etailed   in   T ab le  1 ,   th is   tar g eted   s elec tio n   en s u r es th at  th m o d el  lear n s   r elev an p atter n s   f o r   ac c u r ate  d etec tio n .       T ab le  1 .   L is t o f   s elec ted   f ea t u r es   No   N o   f e a t u r e   n a m e   1   D e st i n a t i o n   P o r t   2   F i n   3   S y n   4   R e se t   5   P u sh   6   A c k n o w l e d g e   7   U r g e n t   8   C o n g e st i o n   W i n d o w   R e d u c e d   9   EC N - Ec h o       4. 1. 4.   M a chine  lea rning   m o del dev elo pm ent   T o   id en tif y   th b est - p er f o r m i n g   m o d el  f o r   o u r   i n tr u s io n   d e tectio n   task ,   we  h a v ev al u ated   m u ltip le   class if ier s   b a s ed   o n   s tan d ar d   p er f o r m a n ce   m etr ics.  E s tab lis h ed   class if icatio n   alg o r ith m s   ( Gau s s ian   n aïv e   B ay es   ( GNB) d ec is io n   t r ee   ( DT ) r an d o m   f o r est  ( R F) l o g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) g r ad ien b o o s tin g ,   an d   K - n ea r est  n eig h b o rs   (K - NN) )   ar s elec ted   f o r   th eir   ef f ec tiv en ess   in   h an d lin g   co m p lex   n etwo r k   tr af f ic.   T h e   p r ep r o ce s s ed   d ata  is   s p lit  f o r   tr ain in g   an d   test in g ,   allo win g   ea ch   alg o r ith m   to   o p tim ize   its   p ar am eter s   f o r   ac cu r ate  in tr u s io n   d etec tio n .   Per f o r m an ce   is   ev alu ated   u s in g   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e.   Am o n g   th m o d els  ev alu ated ,   th K - NN  ac h iev es  th h ig h e s p r ec is io n   ( 8 1 %),   as  s h o wn   i n   Fig u r 4 ,   m ak in g   it  th o p tim al  c h o ice  f o r   i n tr u s io n   d etec tio n .   R ea l - tim d e tectio n   ca p ab ilit ies   o f   t h f r a m ewo r k   a r e   f u r th er   ass es s ed   u s in g   estab lis h ed   m etr ics,  wh ich   d em o n s tr ate  s u p er i o r   ac cu r ac y   o v er   ex is tin g   a p p r o ac h es.           Fig u r 4 .   C o m p a r is o n   o f   ac cu r ac y   an d   e r r o r   r ate  b etwe en   al g o r ith m s       I n co r p o r atin g   K - NN ,   th p r o p o s ed   f r am ewo r k   is   r ig o r o u s ly   ev alu ated   f o r   r ea l - tim e   m alicio u s   ac tiv ity   d etec tio n   u s in g   estab lis h ed   m etr ics  ( p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s co r e,   ac cu r ac y ) .   Pr o m is in g   r esu lts   in d icat e   s u p er io r   ac cu r ac y   co m p ar e d   to   ex is tin g   ap p r o ac h es  f o r   p r o tectin g   o n lin en v ir o n m en ts .   W p r esen t   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.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 3 7 - 449   442   co m p ar is o n s   o f   p r ec is io n ,   r e ca ll,  an d   F1 - s co r f o r   ea c h   alg o r ith m   to   an aly ze   f r am ew o r k   p er f o r m a n ce   in   d if f er en m etr ics.  Pre cisi o n   e v alu ates  th ac cu r ac y   o f   in tr u s io n   d etec tio n s ,   r ec all  m ea s u r es  h o well  ac tu al  in tr u s io n s   ar id en tifie d ,   an d   F1 - s co r b alan ce s   b o th .   As  s h o wn   in   Fig u r 5 ,   d if f e r en a lg o r ith m s   ex ce in   s p ec if ic  s ce n ar io s n aiv B ay e s   p er f o r m s   well  f o r   b e n ig n   tr a f f ic  ( p r ec is io n )   in   Fig u r 5 ( a) ,   in f iltra tio n   ( r ec all)   in   Fig u r e   5 ( b )   an d   Po r tScan   ( F1 - s co r e )   in   Fig u r e   5 ( c) ,   wh ile  K - NN  s tr u g g les  with   B o attac k s .   T h ese  v ar iatio n s   h ig h lig h t th tr a d e - o f f s   in   alg o r ith m   s elec tio n   f o r   in tr u s io n   d etec tio n .         ( a)       ( b )       ( c)     Fig u r 5 .   C o m p a r is o n   o f   m ac h in lear n in g   al g o r ith m s   b ased   o n   ( a)   p r ec is io n ,   ( b )   r ec all ,   an d   ( c)   F1 - s co r e   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         I DP S :   A   ma ch in e   lea r n in g   fr a mewo r fo r   r ea l - time   in tr u s i o n   d etec tio n   a n d   …  ( R a is a   F a b ih a )   443   4. 1. 5 .   T esting   us ing   t he  wire s ha rk   P CAP   f ile   W ir esh ar k ,   p o wer f u n etwo r k   an aly ze r   [ 3 1 ] ,   is   u s ed   to   ca p tu r o v er   1 0 , 0 0 0   d ata  p o in ts   in   7   h o u r s   f o r   r ea l - tim e   tr af f ic  a n aly s is .   T h d ata  ar e   p r e - p r o ce s s ed ,   in clu d in g   f ea tu r s elec tio n ,   im p u tatio n ,   an d   s ca lin g ,   to   o p tim ize  th em   f o r   m ac h in e   lear n in g .   K - NN  is   ch o s en   f o r   its   s u p er io r   ac cu r ac y   in   in tr u s io n   d etec tio n ,   an d   its   p er f o r m an ce   is   ev alu ated   to   v alid ate  its   ef f ec tiv en ess   i n   d is tin g u is h in g   b en ig n   f r o m   m alicio u s   tr af f ic,   en h an cin g   n etwo r k   s ec u r ity .       5.   WE B   AP P L I CAT I O AND  P RO T O T YP E   DE V E L O P M E NT   Af ter   v alid atin g   th e   ef f ec tiv e n ess   o f   th e   m ac h in e   lear n i n g   m o d el,   we   h av e   f o c u s ed   o n   in te g r atin g   it   in to   d ep lo y ab le  s y s tem   f o r   p r ac tical  u s e.   W h av ch o s en   web   ap p licatio n   f o r   its   ac ce s s ib ilit y   an d   cr o s s - p latf o r m   co m p atib ilit y ,   en ab li n g   s ea m less   cy b er s ec u r ity   d at an aly s is   f o r   all  u s er s .   W ith   in tu itiv to o ls   an d   v is u aliza tio n s ,   it  s im p lifie s   co m p lex   i n s ig h ts ,   em p o we r in g   n o n - tech n ical  u s er s   to   ev alu ate  s ec u r ity   p o s tu r e   an d   m ak e   in f o r m ed   d ec is io n s   in   Fig u r 6 .   Ou r   in f r astru ctu r e   f ea tu r es  a   well - d esig n ed   XAM PP   d atab ase  th at  s to r es  cr itical  s ec u r ity   d ata ,   in clu d in g   d etec ted   th r ea ts   a n d   I ad d r ess es,  en s u r in g   e f f icien d ata  m an a g em en f o r   p r o ac tiv t h r ea m itig atio n .   p r o to ty p b lo ck er   s y s tem ,   im p lem en ted   u s in g   C is co   Pack et  T r ac er   in   Fig u r 7 ,   b lo ck s   m alicio u s   I Ps   id en tifie d   b y   th I DPS  s y s tem .   T h is   in teg r ated   f r am ewo r k   en h an ce s   cy b er s ec u r ity   b y   en ab lin g   r ea l - tim th r ea t d etec tio n   an d   r esp o n s e,   s af eg u ar d in g   d ig ital  ass ets.           Fig u r 6 .   No n - b e n ig n   p r ed icti o n   in   ta b le  o n   we b s ite           Fig u r 7 .   B lo ck er   s y s tem   p r o t o ty p in   C I SC O     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.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 3 7 - 449   444   6.   P E RF O RM A NCE A ND  RE SUL T   ANA L YS I S   K - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN) ,   ch o s en   f o r   its   h ig h   ac cu r ac y   ( 8 1 %),   p o wer s   o u r   web - b ase d   in tr u s io n   d etec tio n   s y s tem   in   r ea tim e.   I in teg r ates  with   s ec u r d atab ase  to   lo g g e d   th r ea ts   an d   b lo ck   m alicio u s   I ad d r ess es p r o ac tiv ely ,   wh ile  al s o   p r o v id i n g   clea r   v is u aliza tio n s   f o r   s ec u r ity   p r o f ess io n als to   tak ac tio n .     6 . 1 .    Sy s t e m   f ea t ures   Ou r   f ea tu r s elec tio n   p r o ce s s   aim s   to   id en tify   th m o s im p ac tf u f ea tu r es  f o r   in tr u s io n   d etec tio n .   W h ile  an   ex h au s tiv co m p ar is o n   with   all  r ec en wo r k s   is   b ey o n d   th s co p o f   th is   p ap er ,   T ab le  2   p r o v id es  a   b r ea k d o wn   o f   k ey   f ea tu r es  em p lo y ed   in   o u r   s y s tem .   T h is   tab le  h ig h lig h ts   s o m o f   th e   f ea tu r es  u tili ze d   b y   o u r   s y s tem   f o r   in tr u s io n   d etec tio n .   W m ay   in co r p o r ate  ad d i tio n al  f ea tu r es  b ased   o n   o u r   s p ec if ic  n etwo r k   en v ir o n m en t a n d   th r ea t la n d s ca p to   f u r th er   o p tim ize  th m o d el s   p er f o r m an ce .       T ab le  2 .   Featu r c o m p ar is o n   with   r ec en t w o r k s   R e f e r e n c e s   ML   R e a l - t i me  d a t a   W e b   a p p l i c a t i o n   P r o t o t y p e   C h a u d h a r y   e t   a l .   [ 2 3 ]   ×       ×   M a b sa l i   e t   a l .   [ 2 4 ]   ×     ×   ×   Th o c k c h o e t   a l [ 3 2 ]     ×   ×   ×   Th a s e e n   e t   a l [ 9 ]       ×   ×   I D P S               6 . 2 .     Sy s t e m   a cc ura c y   Ou r   s y s tem   p r io r itizes  ac cu r ac y ,   ac h iev in g   8 1 in   class if y in g   tr af f ic.   Fig u r 8   co m p ar es  o u r   m o d el s   ac cu r ac y   with   r ec en n etwo r k   in tr u s io n   d etec ti o n   s y s tem   ( NI DS)   [ 9 ] .   W h ile   b o th   s h o s im ilar   ac cu r ac y   f o r   s m aller   d atasets ,   o u r s   ex h ib its   b etter   s ca lab ilit y   with   lar g er   d ata  v o lu m es  ( 2 , 8 3 0 , 7 4 3   v s .   1 , 1 3 0   in s tan ce s   in   [ 9 ] ) ,   s u g g esti n g   s u p er io r   g e n er aliza tio n .   T h is   r o b u s tn ess   is   f u r th er   e n h an ce d   b y   o u r   s y s tem p r o ac tiv p r ev en tio n   ca p a b ilit ies ( m alicio u s   I P b lo ck in g )   th at   ex ten d   b ey o n d   m er e   in tr u s io n   d etec tio n .           Fig u r 8 .   Acc u r ac y   m atr i x       6 . 3 .     Det ec t io n t im e   Ou r   s y s tem   em p h asizes  r ea l - tim p er f o r m an ce ,   with   d e tectio n   tim s ca le  p r o p o r tio n al  to   th n u m b er   o f   p ac k ets  a n aly ze d ,   a s   illu s tr ated   in   Fig u r 9 .   T h is   ca p ab ilit y   en s u r es  th at   o u r   s y s tem   r esp o n d s   m o r e   r ap id ly   co m p a r ed   to   a   r ec e n NI DS  [ 9 ] ,   p ar ticu lar ly   wh en   h a n d lin g   lar g e r   d ata  v o lu m es.  T h e   r ed u ce d   d etec tio n   tim is   cr u cial  as   it   allo ws  f o r   s wif t   m itig atio n   o f   s ec u r ity   th r ea ts ,   th er eb y   en h an cin g   th o v e r all  s ec u r ity   p o s tu r an d   m in im iz in g   p o ten tial  d am ag e.   T h is   ef f icien cy   in   p r o ce s s in g   an d   r esp o n s is   v ital  t o   m ain tain in g   r o b u s n etwo r k   s ec u r ity ,   en ab lin g   th e   tim ely   id en tific atio n   a n d   n eu tr aliz atio n   o f   m alicio u s   ac tiv ities .   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         I DP S :   A   ma ch in e   lea r n in g   fr a mewo r fo r   r ea l - time   in tr u s i o n   d etec tio n   a n d   …  ( R a is a   F a b ih a )   445       Fig u r 9 .   Dete ctio n   tim c o m p ar is o n       6 . 4 .     User  f ee db a ck   User   f ee d b ac k   is   cr u cial  f o r   I DPS  im p r o v em en t.   W g ath er ed   f ee d b ac k   f r o m   1 0   u s er s ,   m o s o f   th em   r ec o m m en d in g   th s y s tem ,   as  s h o wn   in   Fig u r e   1 0 .   T h is   f ee d b ac k   lo o p   in f o r m s   f u tu r e   d ev e lo p m en e f f o r ts   to   im p r o v u s ab ilit y   an d   e f f ec tiv en ess   ag ain s t e v o lv in g   c y b er   t h r ea ts .           Fig u r 1 0 .   User   f ee d b ac k       7.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   p r o p o s ed   an   in tellig en t,  r ea l - tim in tr u s io n   d etec tio n   an d   p r o tectio n   s y s tem   ( I DPS)  th at   in teg r ates  m ac h in lear n in g ,   n etwo r k   f o r en s ics,  an d   au to m ated   r esp o n s m ec h an is m s   to   d etec an d   m itig ate  m alicio u s   n etwo r k   ac tiv ities .   As  s tated   in   th I n tr o d u ctio n ,   th p r im ar y   o b jectiv was  to   d ev elo p   p r ac tical   an d   d ep lo y ab le  f r a m ewo r k   ca p ab le  o f   ac cu r ate  in tr u s io n   d e tectio n   an d   tim ely   m itig atio n ,   an d   th r esu lts   an d   d is cu s s io n   co n f ir m   th at  th is   o b jectiv h as  b ee n   s u cc ess f u lly   ac h iev ed .   T h e x p er i m en tal  ev alu atio n   d em o n s tr ates  th at   in teg r atin g   p ac k et - le v el  tr af f ic  an aly s is   with   a   tr ain ed   m ac h i n le ar n in g   m o d el  an d   d y n am ic  I b lo ck in g   en h a n ce s   b o th   d etec tio n   ac cu r ac y   an d   r ea l - tim p r o tectio n   i n   m o d er n   n etwo r k s .   T h f in d in g s   v alid ate  th co m p atib ilit y   b etwe en   th ex p e cted   o u tco m es  an d   th ac h iev ed   r esu lts ,   h ig h lig h tin g   th e   ef f ec tiv e n ess   o f   co m b i n in g   m ac h in e   lear n i n g   with   r ea l - tim n etwo r k   tr a f f ic  an aly s is .   B ased   o n   th ese  r esu lts ,   f u tu r r esear ch   m ay   f o c u s   o n   im p r o v in g   d etec tio n   ac c u r ac y   th r o u g h   ad v an ce d   lear n in g   m o d els,  in teg r atin g   e d g e   co m p u tin g   an d   f ed er ate d   lear n in g   f o r   s ca lab ilit y ,   a n d   d ep lo y in g   th s y s tem   in   r ea l - wo r ld   n etwo r k   en v ir o n m en ts .   Ov er all,   th p r o p o s ed   f r am ew o r k   p r o v id es  s tr o n g   f o u n d at io n   f o r   d ev el o p in g   in tellig en an d   s ca lab le  c y b er s ec u r ity   s o lu tio n s   ap p lica b le  t o   en ter p r is n etwo r k s ,   s m ar i n f r astru ctu r es,  a n d   r esear ch - d r iv e n   s ec u r ity   p latf o r m 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.   1 6 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 2 6 :   4 3 7 - 449   446   ACK NO WL E DG M E N T   T h au th o r s   wo u ld   lik to   ex p r ess   th eir   s in ce r g r atitu d t o   th Dep ar tm e n o f   C o m p u t er   Scien ce   an d   E n g in ee r in g ,   No t r Dam Un iv er s ity   B an g lad esh ,   an d   th Dep ar tm en o f   C o m p u ter   Scien ce   an d   E n g in ee r in g ,   Daf f o d il  I n ter n atio n al  Un iv er s ity ,   f o r   p r o v id in g   th n ec ess ar y   ac ad em ic  en v ir o n m en t,   lab o r ato r y   f ac ilit ies,  an d   i n s titu tio n al  s u p p o r th at   m ad th is   r esear ch   p o s s ib le.   T h au th o r s   f u r t h er   ac k n o wled g e   th d e v elo p e r s   an d   m ain tain e r s   o f   t h C I C I DS - 2 0 1 7   d ataset  an d   th W ir esh ar k   co m m u n ity   f o r   m ak in g   h ig h - q u ality   to o ls   an d   d atasets   p u b licly   a v ailab le,   wh ich   s ig n if ican tly   s u p p o r te d   th e   ex p e r im en tal  ev alu atio n   o f   th is   wo r k .       F UNDING   I NF O R M A T I O   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T       T h is   s tu d y   was  co n d u cted   t h r o u g h   th c o llab o r ativ e   ef f o r ts   o f   all  a u th o r s .   R aisa  Fab ih a,   Stein   J o ac h im   R eb er io ,   an d   Z u b a y er   Far az co n tr ib u te d   to   th co n ce p tu aliza tio n ,   m eth o d o lo g y   d esig n ,   s o f twar e   d ev elo p m e n t,  f o r m al   an aly s is ,   in v esti g atio n ,   d ata   cu r atio n ,   an d   wr itin g   o f   th e   o r ig i n al  d r af t.   T h e y   wer e   p r im ar ily   r esp o n s ib le   f o r   d at aset  p r ep ar atio n ,   m o d el   im p l em en tatio n ,   ex p er i m en tal  e v a lu atio n ,   a n d   in itial  m an u s cr ip d r af tin g .   Fer n az   Nar in   Nu r   co n t r ib u ted   to   co n ce p tu aliza tio n ,   m eth o d o lo g y   r ef in em e n t,  f o r m al   an aly s is ,   v is u aliza tio n ,   wr itin g ,   r ev iew  an d   ed itin g ,   s u p er v i s io n ,   an d   p r o ject  ad m in is tr atio n ,   an d   also   s er v ed   as  th co r r esp o n d in g   au th o r ,   o v er s ee in g   th o v er all  r esear c h   d ir ec tio n   a n d   e n s u r in g   m a n u s cr ip q u ality   an d   co h er en ce .   Sh ah ee n Su ltan a   co n tr i b u ted   to   in v esti g atio n ,   f o r m al  an al y s is ,   wr itin g ,   r e v iew  an d   ed itin g ,   v is u aliza tio n ,   an d   s u p er v is io n ,   p r o v id in g   cr itical  ac ad em ic  in s ig h ts   an d   f ee d b ac k   t o   s tr en g th en   th an aly tical   an d   p r esen tatio n   asp ec ts   o f   th s tu d y .   A.   H.   M.   Saif u I s lam   co n tr ib u ted   to   i n v esti g atio n ,   r eso u r ce s ,   wr itin g ,   r ev iew  an d   e d itin g ,   s u p e r v i s io n ,   an d   p r o ject  ad m in is tr atio n ,   s u p p o r tin g   e x p er im e n tal  v alid atio n   an d   co n tr ib u tin g   to   th r ef in em e n o f   th r esear ch   o u tco m es All  au th o r s   h av r ea d   a n d   ap p r o v ed   th f in al  v er s io n   o f   th m a n u s cr ip t a n d   ag r ee   to   b ac co u n tab le  f o r   all  asp ec ts   o f   th wo r k .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   R aisa Fab ih a                               Stein   J o ac h im   R eb er io                               Z u b ay er   Far az i                               Fer n az   Nar in   Nu r                               Sh ah ee n Su ltan a                               A.   H.   M.   Saif u l I s lam                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h au th o r s   d ec lar th at  th ey   h av n o   k n o w n   co m p etin g   f in an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r el atio n s h ip s   th at  co u ld   h av ap p ea r ed   t o   in f lu en ce   th wo r k   r e p o r te d   in   t h is   p ap er .   T h au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in ter est.       I NF O RM E CO NS E N T       T h is   s tu d y   d id   n o in v o lv h u m an   p ar ticip an ts ,   p er s o n al  d at a,   o r   id en tifia b le  in f o r m atio n .   T h er ef o r e,   in f o r m e d   co n s en t w as n o r eq u ir ed   f o r   th is   r esear ch .       E T H I CAL AP P RO V AL     T h is   s tu d y   d id   n o in v o lv h u m an   p ar ticip a n ts ,   an im als,  o r   th u s o f   p er s o n ally   id en ti f iab le  d ata.   T h er ef o r e,   eth ical  ap p r o v al  f r o m   an   in s titu tio n al  r ev iew  b o ar d   o r   eth ics co m m ittee  was n o r eq u ir ed .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.