I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   15 , N o.   1 F e br ua r y   2026 , pp.  580 ~ 591   I S S N 2252 - 8938 ,   D O I 10.11591/ ij a i. v 15 .i 1 .pp 580 - 591          580     Jou r n al  h om e page ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   D yn am i c  at t ac k  p at t e r n - aw a r e  i n t e l l i ge n t  c yb e r - p h ysi c al   i n t r u si on  d e t e c t i on  sys t e m  f or  i n t e r n e t  of  t h i n gs - e d ge  n e t w o r k s       V is h al a I b as ap u r a L ak s h m in ar ayan ap p a 1 , K e m p ah an u m ai ah  M .   R avi k u m ar 2   1 D e pa r t m e nt  of  E l e c t r oni c s  a nd C om m uni c a t i on, S J C  I ns t i t ut e  of  T e c hnol ogy,  B a nga l or e , I ndi a   2 D e pa r t m e nt  of  E l e c t r oni c s  a nd C om m uni c a t i on, V i ve ka na nd I ns t i t ut e  of  T e c hnol ogy, B a nga l or e , I ndi 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   24 2025   R e vi s e D e c   26 2025   A c c e pt e J a n   10 2026       The  proliferation  of  internet  of  things  (IoT)  technologies,  coupled  w ith  the  convergence  of  edge  computi ng   infrastru ctures,  has   revoluti onized  modern  cyber - physical  systems  (CPS).  However,  the  inherently  distributed  architectu re  of  these  systems   increases  their   vulnerabi lity  to  ad vanced  network - level  cyber  threats,  posing  signifi cant  challenges  to   data  in tegrity  and  system  reliability.  Traditional   machine  learning   (ML)  and   deep  le arning  (DL) - based  intrusion  detection  systems  (IDS)  often  fall   short  in  iden ti fying  evolvin attack  vectors  due  to  th eir  limit ed  adaptabil ity.  To   address   these  limitations,  this  paper  introduces   novel  dynamic   attack  pattern - aware  improvised  weighted  gradient  boosting  (DAPA - IWGB)  model   desig ned  to  enhance  real - time  threat  detection  and  adaptive   response  within  IoT - edge - enabled  CPS  environm ents.  The   DAPA - IWGB  framework   syn ergizes  gradient  tree  boosting  with   an  enhanced   loss  function   handling  co variate  shift,  while  incorporating  statistical  monitoring  mechanisms  for  d ynamic  covariate  shift  recognition   and  continuous  learning.   Compreh ensive  experiment al  validati on  using  two  prominen benchmark   datasets  To N - IoT  and  UNSW - NB15  demonstrates  the  proposed  model’s   robustnes and  superior  performanc e,  achieving  detection  accurac ies  of   99.921 and  99.93%,  respectively.  Comparative  evaluations  highlight  substantial  improvements  in  detection  accura cy,  adaptability,   and  reliability   over  existin IDS  soluti ons.  The   results  affirm   the  effe ctiveness   of   the  DAPA - IWGB  model  in  fortifying  the  security  pos ture  of   distributed  IoT - base CPS  against  sophis ticated an d evolvi ng cyber t hreats.   K e y w o r d s :   A da pt iv e  t hr e a de te c ti on   C ybe r - phys ic a s ys t e m s     E dge  c om put in g   I nt e r ne of  t hi ngs   I nt r us io n de te c ti on s ys te m   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 :   V is ha la  I ba s a pur a  L a k s hm in a r a ya na ppa   D e pa r tm e nt  of  E le c tr oni c s  a nd C om m uni c a ti on, S J C  I ns ti tu te  o f  T e c hnol ogy   B a nga lo r e , I ndi a   E m a il vi s ha la il _12@ r e di f f m a il .c om       1.   I N T R O D U C T I O N   T he   in te r n e of   th in g s   ( I o T )   ha s   e m e r g e a s   a   tr a ns f or m a ti v e   pa r a di gm ,   e n a bl in g   r e a l - ti m e   d a ta   e xc h a ng e   a n in t e ll ig e nt   d e c i s io n - m a ki ng  th r ough   in te r c onn e c t e phy s i c a d e vi c e s A ppl ic a ti on s   s pa a c r os s   s m a r c it ie s in du s tr ia l   a ut o m a ti o n,  h e a lt h c a r e a nd  v e hi c ul a r   ne twor k s   [ 1] ,   [ 2] T he s e   de pl oym e nt s   a r e   ty pi c a ll s up por te d   by   e dg e   a nd   c lo ud  c om put in i nf r a s tr uc tu r e s   to   m a na g e   l a te n c y,   c om put a ti on,   a nd   s to r a g e   li m it a ti on s   [ 3] ,   [ 4] H o w e v e r hi ghl di s tr ib ut e a nd  he t e r oge n e ous   na t ur e   of   I o T   e c o s y s te m s   i nt r odu c e s   ne w   c ybe r s e c ur it r i s ks D e vi c e s   w it li m it e c om put i ng  pow e r   a n m in im a bui l t - in   s e c ur it a r e   s us c e pt ib le   to   c ybe r  t hr e a ts   s u c h a s   s po of in g,  di s tr ib ut e d  de n ia of  s e r vi c e  ( D D oS ) , a nd  da t a  t a m pe r in g   [ 5] [ 7]   a s   i n F ig ur e  1.   A m ong  th e s e ,   ne twor k - le ve a tt a c k s   li ke   li nk  f lo odi ng,  ba c k door s s pa m m in g,  r a n s om w a r e a nd   D D O S   a r e   pa r ti c ul a r ly   da nge r ous be c a us e   th e im pa ir   e dge   node   a va il a bi li ty   a nd  in te r f e r e   w it h   r e a l - ti m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D y nam ic  at ta c k  pat te r n - aw a r e  i nt e ll ig e nt  c y b e r - phy s ic al     ( V is hal a I bas apur a L ak s hm in a r ay anappa )   581   da ta   f lo w s   [ 8] [ 10] W he it   c om e s   to   ke e pi ng  a e ye   out   f o r   unus ua a c ti vi ty   in   th e s e   s e tt in gs in tr us io de te c ti on  s ys te m s   ( I D S )   a r e   e s s e nt ia [ 5] [ 11] T he   dyna m ic   t r a f f ic   a nd  c ha ngi ng  a tt a c pa tt e r ns   in   I oT - e dge   de pl oym e nt s   a r e   uns ui ta bl e   f or   tr a di ti ona I D S   te c hni que s w hi c m os tl r e ly   on  r ul e - ba s e pr oc e s s e s   or   s ta ti c   s ig na tu r e s   [ 12] [ 13] T he   us e   of   de e le a r ni ng  ( D L )   a nd  m a c hi ne   le a r ni ng  ( M L )   to   e nha nc e   I D S   c a pa bi li ti e s   ha s   be e th e   s ubj e c of   r e c e nt   s tu dy.  M L   m e th od s   a na ly z e   ne twor tr a f f ic   pa tt e r ns w hi le   D L   a r c hi te c tu r e s   c a c a pt ur e   de e hi e r a r c hi c a f e a tu r e s   f r om   r a w   da ta   [ 12] [ 14] D e s pi te   th e ir   pr om is e th e s e   s ys te m s   f a c e   c r it ic a li m it a ti ons   in   de te c ti ng  uns e e or   e vol v in a tt a c ks   due   to   c ova r ia te   s hi f w he r e   d a ta   di s tr ib ut io ns   c ha nge   ove r   ti m e   [ 15] [ 17] A ddi ti ona ll y,  m os e xi s ti ng  I D S   s ol ut io ns   s tr uggl e   w it r e a l - ti m e   a da pt a ti on,  s c a l a bi li ty a nd  da ta   im ba la nc e r e s ul ti ng  in   in c r e a s e f a l s e   pos it iv e s   a nd  m is s e de te c ti ons T he r e f or e a da pt iv e   a nd  li ght w e ig ht   I D S   s ol ut io ns   ta il or e to   e dge - I oT   a r c hi te c tu r e s   a r e   e s s e nt ia f or   r obus a nd s c a la bl e   c ybe r - phys ic a s y s te m s  ( C P S )   s e c ur it y.           F ig ur e  1. B a s ic  a r c hi te c tu r e  of  di f f e r e nt  a tt a c ks  i nduc e d i n I oT - e dge  c om put in g ne twor ks       T he   de te c ti on  of   in tr us io ns   in   I oT   ne twor ks   ha s   a tt r a c te d   s ig ni f ic a nt   r e s e a r c in te r e s t,   w it num e r ous   s tu di e s   a ppl yi ng  in te ll ig e nt   le a r ni ng  te c hni que s   f or   r e a l - ti m e   s e c ur it m oni to r in [ 18 ]   S a iy e a nd  A l - A nba gi   [ 18]   in tr oduc e a   D D oS   de te c ti on  f r a m e w or us in ge ne ti c   a lg or it hm s   a nd  s ta ti s ti c a te s ti ng,  de m ons tr a ti ng  hi gh  pr e c is io on   I oT   tr a f f ic   da ta s e ts .   C ui   e al .   [ 19]   pr opos e d a   de e r e s id ua l   ne twor w it a tt e nt io m e c ha ni s m s   ( D R N - A M )   f or   im pr ove de te c ti on  in   m ul ti - de vi c e   s e tt in gs J a ve e d   e al [ 20]   a ddr e s s e in tr us io de te c ti on  in   s m a r a gr ic ul tu r e   us in e dge - ba s e le a r ni ng  ( I D S - S A E L )   f r a m e w or ks   f o r   hos ti le   e nvi r onm e nt s G r a ph  le a r ni ng  f r a m e w or ks   a nd  f e de r a te m ode ls   a r e   ga in in tr a c ti on  f or   di s tr ib ut e d   a nd  pr iv a c y - pr e s e r vi ng  de te c ti on.  Y a ng  e al .   [ 21]   ut il iz e gr a ph - ba s e a nom a ly   d e te c ti on  to   e nha n c e   li nk  a nom a ly   r e c ogni ti on  ( G A D - E L A R ) B ouz in is   e al .   [ 22]   in tr od uc e S ta tAvg,  a   f e de r a te le a r ni ng  m e th od  to   a ddr e s s   d a ta   h e te r oge ne it in   I D S S im il a r ly F a r e s   e al .   [ 23]   in tr oduc e S T - L S T M - D T L   by   in te gr a ti ng  s w in   tr a ns f or m e r s   ( S T )   a nd  lo ng  s hor t - te r m   m e m or ( L S T M )   in   a   hybr id   DL - ba s e tr a ns f e r   le a r ni ng  ( D T L )   m ode f or   s c a la bl e   I D S   in   I oT T r a ns f e r   a nd  m ul ti - vi e w   le a r ni ng  a ppr oa c he s   h a ve   a l s be e e xpl or e d.  L e al .   [ 24]   pe r f or m e c om pa r a ti ve   s tu di e s   on  s in gl e -   a nd  m ul ti - vi e w   le a r ni ng  ( S M V L )   m ode ls id e nt if y in be ne f it s   of   di ve r s if ie f e a tu r e   r e pr e s e nt a ti ons   us in a ut o - e nc ode r   ( A E )   a nd  c onvolut io na ne ur a ne twor k s   ( C N N s )   L e al [ 25]   a ppl ie s e m i - s upe r vi s e le a r ni ng  ( S L )   c om bi ne w it r a ndom  f or e s ts   ( R F )   f or   in tr us io n   de te c ti on, e f f e c ti ve ly  ha ndl in g pa r ti a ll y l a be le d da ta s e ts   T r a n s f or m e r - b a s e d m od e l s  s u c h a s   a tt a c k - a w a r e  di vi de - a nd - c on que r  t r a n s f or m e r  ( T R A C E R )   [ 26]   a nd   r e c on s tr uc ti on  m e m or ne tw or ( R e M e N e t )   [ 27]   ha v e   s how n   pr om is e   in   i ndu s tr ia l   in te r n e of   th in g s   ( I I o T )   a nd  tr a ns por ta ti on  C P S   r e s p e c ti v e ly .   T he s e   m ode ls   e x c e in   c a pt ur i ng  lo ng - r a ng e   d e pe nde nc ie s ,   but   of te n   r e qui r e   hi gh   c om p ut a ti ona l   r e s our c e s B ia n   a nd   L iu   [ 28]   pr opo s e d   a   r e pr e s e nt a ti o l e a r ni n m od e G a u s s ia n - m ix tu r e   C r a m é r - w ol a ut o - e n c od e r   ( G M C W A E ) a c hi e vi ng  im pr ove a c c ur a c a c r os s   m ul ti pl e   da t a s e ts C ha n dna n e al .   [ 29]   i nt r odu c e f e de r a t e m ul t i - la y e r e d e e p - l e a r ni n ( F e d - M L D L )   a nd  a c hi e ve   98%   a c c ur a c a c r o s s   C I C I oT , T oN - I o T ,   a nd   E dge - I I o T s e t   da t a s e t s . E la z iz   e t   al .   [ 30]   pr o pos e d a   f e de r a te d   in tr u s io n   de te c ti on   f r a m e w or k   u s in g   ta tr a ns f or m e r s   a nd   m e t a he ur is ti c   tu ni ng,   d e m on s tr a ti n e f f e c ti ve n e s s   a c r os s   be nc h m a r k s   li ke   N - B a I o T   a nd  C I C I o T 2023 W hi l e   th e s e   m e t hods   s how   im pr ove pe r f or m a nc e   i s p e c if i c   c ont e xt s m a ny  do  not   a de qua t e ly   a ddr e s s   c ov a r ia t e   s hi f t,   d a ta   i m ba la n c e or   r e a l - ti m e   a da pt a bi li t c r it i c a f or   dyna m i c   e dge - I o T   s e tt in g s .   A   r e c ur r in li m i ta ti o i s   r e li a n c e   on  s ta ti c   m od e ls   tr a in e d   on  f i xe d   ba l a nc e d   da ta s e t s w hi c h a r e  un a bl e  t a da pt  t o n ove a tt a c pa tt e r ns  e m e r gi ng i n r e a l - w or ld  i m b a la nc e d t r a f f i c   [ 31] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol 15 , N o.  1 F e br ua r y   20 26 580 - 591   582   D e s pi te   e xt e n s iv e   r e s e a r c in   M L /DL - ba s e I D S   f r a m e w or ks e xi s ti ng  s ys te m s   of te s uf f e r   f r om   c r it ic a s hor tc om in gs   w he de pl oye in   dyna m ic   I oT - e dge   e nvi r onm e nt s   [ 31] T he s e   in c lu de :   i)   l a c of   a da pt a bi li ty m os m ode ls   a r e   tr a in e on   s ta ti c   da ta s e ts   a nd  c a nnot   r e s pond  to   c ha nge s   in   a tt a c be ha vi or s   ( i. e .,  c ova r ia te   s hi f t) ii )   d a ta   im ba la nc e a tt a c d a ta   is   of te un de r r e pr e s e nt e d,  le a di ng  to   hi gh  f a ls e   ne ga ti ve   r a te s ii i)   i ns uf f ic ie nt   r e a l - ti m e   pe r f o r m a nc e m a ny  DL - ba s e m ode ls   a r e   r e s our c e - he a vy,  li m it in de pl oym e nt  on e dge  de vi c e s a nd  iv )  l im it e ge ne r a li z a ti on:  s ol ut io ns   tu ne d t o s pe c if ic  da ta s e ts  of te n pe r f or m   poor ly   in   he te r oge ne ous   e nvi r onm e nt s .   T a ddr e s s   th e s e   ga ps th is   pa pe r   in tr oduc e s   th e   dyna m ic   a tt a c pa tt e r n - a w a r e   ( D A P A )   im pr ovi s e w e ig ht e gr a di e nt   boos t in ( I W G B )   f r a m e w or k.  I le ve r a ge s   r e a l - ti m e   s ta ti s ti c a m oni to r in a nd  a da pt iv e   l e a r ni ng  to   de te c c ov a r ia te   s hi f ts e n s ur in r obus a nd  lo w - la te nc y   de te c ti on. T hi s  w or k a im s  t o f il th e  ne e d f or  s c a la bl e , a da pt iv e ,  a nd l ig ht w e ig ht  I D S  f or  di s tr ib ut e d C P S .   C onve nt io na M L   a nd  D L - ba s e I D S   a r e   in s uf f ic ie nt   f or   I oT - e dge   e nvi r onm e nt s   due   to   th e ir   in a bi li ty   to   a da pt   to   e vol vi ng  ne twor be ha vi or s ha ndl e   da ta   im ba la nc e a nd  op e r a te   e f f ic ie nt ly   on  c ons tr a in e de vi c e s .   T he r e   is   a   ne e f or   a   dyna m ic li ght w e ig ht a nd  r obus in tr us io n   de te c ti on   f r a m e w or th a c a e f f e c ti ve ly   de te c a nd  r e s pond  to   ne twor k - le ve th r e a ts   in   r e a ti m e   a c r os s   h e te r oge ne ous   C P S   pl a tf or m s T hi s   pa p e r   pr opos e s   th e   dyna m ic   a tt a c k   pa tt e r n - a w a r e   im pr ovi s e w e ig ht e d   gr a di e nt   boos ti ng   ( D A P A - I W G B )   m ode l,   a   nove hybr id   in tr us io de te c ti on  a ppr oa c ta il or e f or   I oT - e dge - e na bl e C P S T he   m ode in te gr a te s   e xt r e m e   gr a di e nt   boo s ti ng  ( X G B oos t)   w it a im pr ovi s e w e ig ht e lo s s   f unc ti on  th a t   dyna m ic a ll a dj us ts   to  c ova r ia te   s hi f ts   in   n e twor tr a f f ic A   s ta ti s ti c a m oni to r in m e c ha ni s m   is   e m b e dde to   de te c r e a l - ti m e   di s tr ib ut io na c ha nge s a ll ow in th e   m ode l   to   a da pt   c ont in uous ly T he   a r c hi te c tu r e   is   de s ig ne f or   e dge   d e pl oym e nt m in im iz in c om put a ti ona lo a w hi le   m a in ta in in hi gh  de te c ti on  a c c ur a c y.   T he   m ode is   tr a in e a nd  e va lu a t e on  two  be nc hm a r da t a s e t s   U N S W - N B 15  [ 32]   a nd  T oN - I oT   [ 33]   us in g   s tr a ti f ie s a m pl in a nd  c la s s - ba la n c in s tr a te gi e s   to   ove r c o m e   da ta   im ba la nc e T h e   s ys t e m   de m ons tr a te s   e nha nc e d a da pt a bi li ty , l ow e r  f a ls e  pos it iv e  r a te s , a nd f a s te r  de t e c ti on t im e s  c om pa r e d t o e xi s ti ng I D S  m ode ls .   P r opos e s   a a d a pt iv e   I D S   th a de te c t s   nove a tt a c ks   u s in dy na m ic   w e ig ht e le a r ni ng.  E f f e c ti ve ly   ha ndl e s   c ova r ia te   s hi f us in g   r e a l - ti m e   s ta ti s ti c a l   m oni to r in g.  E nha nc e s   de te c ti on  a c c ur a c on  be n c hm a r da ta s e ts   w it m in im a f a ls e   pos it iv e s O pt im iz e f or   de pl oym e nt   on  e d ge   de vi c e s   w it lo w   c om put a ti ona ov e r he a d.  S tr e ngt he ns  I oT - e dge  C P S  r e s il ie nc e  a g a in s e vol vi ng c ybe r  t hr e a ts .   S e c ti on  pr e s e nt s   th e   ba c kgr ound  a nd  a   de ta il e li te r a tu r e   r e v ie w   of   r e c e nt   I D S   us in ML   a nd  DL   in   I oT - e dge   e nvi r onm e nt s T he n,  hi ghl ig ht s   th e   r e s e a r c g a a nd  pr ovi de s   th e   m ot iv a ti on  be hi nd  de ve lo pi ng  th e   D A P A - I W G B   m ode l.   F ur th e r de f in e s   th e   pr obl e m   s ta te m e nt   a nd  di s c u s s e s   th e   li m it a ti ons   of   e xi s ti ng   s ys te m s , a nd r e s e a r c h m e th odol ogy. S e c ti on 2, de s c r ib e s  t he  pr opos e d D A P A - I W G B  m e th odol ogy, inc lu di n g   m ode c om pone nt s a r c hi te c tu r e a nd  r e a l - ti m e   a da pt a ti on  s tr a te gy.  S e c ti on  pr ovi de s   e xpe r im e nt a s e tu de ta il s , da ta s e ts  us e d,  e va lu a ti on me tr ic s , a nd a  c om pr e he n s iv e   pe r f or m a nc e  a na ly s is . S e c ti on 4 c onc lu de s  t he   pa pe r  w it h a  s um m a r y of  ke y f in di ngs  a nd outl in e s  pos s ib le  f ut ur e  r e s e a r c h di r e c ti ons .       2.   M E T H O D   T he   D A P A - I W G B   m ode l,   s pe c if ic a ll d e s ig ne d   f or   in tr us io d e te c ti on  in   I oT - e dg e - e na bl e C P S is   pr e s e nt e in   th i s   pa r a lo ng  w it a   th or ough  m e th odol ogy  f or   it s   de s ig n   a nd  im pl e m e nt a ti on.   T h e   pr opos e d   f r a m e w or is   s tr uc tu r e to   id e nt if y   a nd  r e s pond  to   e vol vi ng  a n di ve r s e   c ybe r   th r e a ts   a c r os s   di s tr ib ut e I oT   e nvi r onm e nt s . I ni ti a ll y, w e  de s c r ib e  t he  a r c hi te c tu r a de s ig n of  t he  I oT - e dge   th r e a de te c ti on s y s te m , f ol lo w e by  a   f or m a pr e s e nt a ti on  of   th e   unde r ly in m a th e m a ti c a m ode s uppor ti ng  th e   D A P A - I W G B   hybr id   c la s s if ic a ti on a ppr oa c h.   F ig ur e   il lu s tr a te s   a   r e pr e s e nt a ti ve   I oT - e dge  a r c hi te c tu r e   c a pt u r in ty pi c a ne twor in te r a c ti ons   a nd  pot e nt ia s e c ur it y vulne r a bi li ti e s  w it hi n a  he te r oge ne ous  C P S . I n t hi s  pa r a di gm , va r io us  I oT  de vi c e s  i nc lu di ng   s m a r s e ns or s w e a r a bl e s in du s tr ia m oni to r s a nd  hom e   a ut om a ti on  s ys te m s   c om m uni c a t e   da ta   to   lo c a li z e d   e dge   c om put in node s w hi c pe r f or m   lo w - la te nc pr e pr oc e s s in ta s ks D e s pi te   th e   ope r a ti ona be ne f it s   of   e dge   c om put in g,  th e   s ta te m e nt   pa th w a y   a m ong  I oT   de vi c e s   a nd  e dge   nod e s   r e m a in s   s us c e pt ib le   to   a   w id e   s pe c tr um  of  s e c ur it y t hr e a ts . A s  hi ghl ig ht e d i n r e d i n t he  a r c hi te c tu r e , c e r ta in  node s  m a y be  c om pr om is e d a nd  e xpl oi te to   in it ia te   c ybe r - a tt a c ks s uc a s s poof in a nd  i m pe r s ona ti on  w it hi dom a in   na m e   r e s ol ut io n   pr ot oc ol s de ni a l   of   s e r vi c e   ( D o S ) /DD oS   a tt a c ks   le a di ng  to   s e r vi c e   di s r upt io n,  a nd  li nk - le ve o r   r out in g   a tt a c ks c or r upt in th e   da ta   f lo w   a nd   de vi c e   s ync hr oni z a ti o n.  T he s e   vul ne r a bi li ti e s   c a n   de gr a de   s ys te m   r e li a bi li ty in tr oduc e   de la ys a nd  c om pr om is e   s e ns it iv e   in f or m a ti on.  T c ount e r a c th e s e   e vol vi ng  th r e a t   ve c to r s w e   pr opos e   th e   D A P A - I W G B   in tr us io de te c ti on  m ode e m be dde w it hi th e   e dge   la ye r B y   le ve r a gi ng  li ght w e ig ht   e ns e m bl e   le a r ni ng  w it dyna m ic   r e - w e ig ht in m e c ha ni s m s th e   m ode p e r f or m s   c ont in uous   th r e a m oni to r in g,   a da pt s   to   c onc e pt   dr if t   in   ne twor be ha vi or a nd  m a in ta in s   de te c ti on   pe r f or m a nc e   ove r   ti m e T w w e ll - known  r e a l - w or ld   in tr us io de te c ti on  d a ta s e t s   a r e   us e d   to   va li da t e   th e   m ode l:   T he   U N S W - N B 15  da ta s e t,   w hi c s pa ns   ni ne   th r e a c la s s e s   a nd  in c lu de s   a   c om bi na ti on  of   a r ti f ic ia l   a nd  r e a ne twor tr a f f ic   th a r e pr e s e nt s   bot c ont e m por a r a nd  c onve nt io na a tt a c k   c a te gor ie s .   T e l e m e tr y,  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D y nam ic  at ta c k  pat te r n - aw a r e  i nt e ll ig e nt  c y b e r - phy s ic al     ( V is hal a I bas apur a L ak s hm in a r ay anappa )   583   ope r a ti ng  s ys te m   lo gs a nd  ne twor k - ba s e in tr us io e ve nt s   ga th e r e f r om   s m a r de vi c e s   a nd  e dge   s ys te m s   m a ke   up  th e   T oN - I oT   da ta s e t,   w hi c h   w a s   c r e a t e f or   he te r oge ne ous   I o T   e nvi r onm e nt s .   T og e th e r th e s e   da ta s e ts   s uppor c om pr e he ns iv e   e v a lu a ti on  of   th e   D A P A - I W G B   m ode a c r os s   va r ie a tt a c pa tt e r ns da t a   m oda li ti e s a nd  r e a l - w or ld   C P S   de pl oym e nt   s c e na r io s B d e pl oyi ng  th e   pr opos e de te c ti on  m e c ha ni s m   di r e c tl a th e   e dge th e   s y s te m   be ne f it s   f r om   r e duc e de te c t io la te nc y,  lo w e r e ne twor ov e r he a d,  a nd   in c r e a s e r e s pon s iv e ne s s   to   lo c a li z e th r e a ts T hi s   a r c hi te c t ur a de s ig pr ovi de s   a   r e s il ie nt   a nd  s c a la bl e   f ounda ti on f or  s e c ur in g I oT - e dge - e na bl e d C P S  a ga in s dyna m ic  a nd mul ti f a c e te d c ybe r  t hr e a ts .           F ig ur e  2. N e twor k c om m uni c a ti on a tt a c k s c e na r io  i n I oT - e dge   c om put in g ne twor ks       T hi s   s e c ti on  in tr oduc e s   th e   ba s ic   w or ki ng  of   gr a di e nt   boo s ti ng  ( X G B oos t )   m ode l F ur th e r pr e s e nt   a I W G B   m ode f or   D A P A   to   opt im iz e   th e   pr e di c ti on  e r r or T he   s e c ti on  in tr oduc e s   a   ne w   w e ig ht e s um   pr e di c ti on  e r r or   m in im iz a ti on  m ode l   c om bi ne w it lo ga r it h m - ba s e lo s f unc ti on  to   de s ig a   nove a tt a c k   pr e di c ti ve   c la s s if ie r th e   D A P A - I W G B   e ns ur e s   to   r e duc e   th e   m is c la s s if ic a ti on  in   th e   C P S   I oT - e dge   c om put in g ne twor ks . L e th e  i nput  da ta s e ( i. e ., U N S W  a nd  T o N - I oT )  be  de not e d i n ( 1) .     = { ( 1 , 1 ) , ( 2 , 2 ) , ( , ) }   ( 1)     H e r e e a c h     r e pr e s e nt s   a   f e a tu r e   ve c to r   a t   ti m e   s te a nd  { 0 , 1 }   de not e s   th e   tr ue   la be l,   w he r e   = 0   c or r e s ponds   to   no  a tt a c a nd  = 1   in di c a te s   th e   pr e s e n c e   of   a a tt a c k.  T he   obj e c ti ve   f unc ti on  of   th e   D A P A - I W G B   m ode l   is   f o r m ul a te a s   ( 2) .   I ( 2) ,     is   th e   num be r   of   ti m e   s te ps ( )   is   th e   lo s s   f unc ti o n   be twe e tr ue   la be l     a nd  pr e di c te la be a nd    r e pr e s e nt s   th e     ba s e   le a r ne r   ( de c is io n   tr e e ) T he   r e gul a r iz a ti on  te r m   ( ) w hi c c ont r ol s   m ode c om pl e xi ty is   de f in e a s   ( 3) .   W he r e     a nd    a r e   r e gul a r iz a ti on  hype r pa r a m e te r s a nd    de f in e s   th e   ve c to r   of   le a f   w e ig ht s E a c ba s e   le a r ne r     is   r e pr e s e nt e a s  a  w e ig ht e s um  of  l e a f  pr e di c ti ons , a s  i ( 4) .     ( ) = ( , ̂ ) = 1 + ( ) = 1   ( 2)     ( ) =  + 1 2 | | | | 2   ( 3)     ( ) = ( ) ( ) = 1   ( 4)     H e r e ( )   is   th e   de c i s io r ul e   f or   th e     node   a ti m e   a nd  ( )   is   th e   c or r e s ponding  w e ig ht .   T a da pt   to   va r yi ng  pr e di c ti on  e r r or s dyna m ic   w e ig ht s   a r e   c o m put e a s   in   ( 5) .   ̅ ( )   r e pr e s e nt s   th e   a ve r a ge   e r r or   f or   m ode iii   ove r   a   r e c e nt   ti m e   w in dow a nd  ( )   is   th e   in s t a nt a ne ous   e r r or T m it ig a te   vol a ti li ty   in   w e ig ht   upda te s   a nd  e ns ur e   te m por a s ta bi li ty a a ve r a ge upd a te   m e c ha ni s m   is   in tr oduc e a s   in   ( 6) .   W he r e     de not e s   th e   num be r   of   pr io r   s te ps   c ons id e r e f or   s m oot hi ng  a nd  ( )   de f in e s   pr e c e di ng  ti m e   s te ps   w e ig ht  of   . T he  m ode l' s  pr e di c ti on e r r or  a ti m e     is  de f in e in   ( 7) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol 15 , N o.  1 F e br ua r y   20 26 580 - 591   584   ( ) = ̅ ( ) ( )   ( 5)     ( ) = 1 ( ) = 1   ( 6)     , = ( ) ( ) ( ) = 1   ( 7)     ( )   de f in in w e ig ht e va lu e   a s s ig n e a ti m e   in s ta nc e   ( )   de f in e s   out c om e   of   ba s e li ne   c la s s if ie r     f or   a nd  ( )   de f in e s   th e   r e a va lu e   a in s t a nc e   T he r e f or e th e   e r r or   is   dyna m ic a ll y   r e c a lc ul a te f or   th e   ne xt   ti m e   s te a s   in   ( 8) .   T he   f in a pr e di c ti on  of   th e   e ns e m bl e   is   a   w e ig ht e s um   of   tr e e   pr e di c ti ons   a s   s how n   in   ( 9) T he   lo s s   f unc ti on  is   in it ia ll f or m ul a te a s   a   bi na r c r os s - e nt r opy  w it c l a s s   im ba la nc e   c on s id e r a ti on  a s   s how n   in   ( 10) .   H ow e v e r th e   lo s s   f unc ti on  w it c la s s   im ba la nc e   pa r a m e te r     ig nor in g bi a s e d w e ig ht in g i s s ue s  c ons id e r in g i m ba la nc e d da ta     + 1 , = + 1 ( ) + 1 ( + 1 ) ( ) = 1   ( 8)     ̂ = ( ) ( ) = 1   ( 9)     = ( l o g ( = 1 ̂ ) + ( 1 ) l o g ( 1 ̂ ) )     ( 10)     T hus to   f ur th e r   a ddr e s s   d a ta   im ba la nc e th e   c la s s - s pe c if ic   w e ig ht s   0   a nd  1   a r e   in c or por a te a s     in   ( 11) T he   0   w e ig ht   is   ke pt   lo w e r   th a th e   1   to   r e duc e   th e   f a ls e   pos it iv e s T he r e f or e th e   w e ig ht s   a r e   de te r m in e ba s e on   in ve r s e   c la s s   f r e que nc a s   in   ( 12) .   W he r e     de f in e s   th e   r a ti on  b e twe e nor m a a nd   m a li c io us  pa c ke t.   T he  upda te d m ode w e ig ht  e xpr e s s io n i nt e gr a ti ng c la s s  i m ba la nc e  be c om e s   ( 13) .       = ( 1 l o g ( = 1 ̂ ) + 0 ( 1 ) l o g ( 1 ̂ ) )     ( 11)      = 1 { 0 , 1 }   ( 12)     ( ) = ( ̅ ( ) ) = 1 ( )   ( 13)     F ur th e r in di vi dua tr e e   w e ig ht s   a r e   pe n a li z e if   m is c la s s if yi ng  m in or it c la s s   in s ta nc e s   a s   in   ( 14) .   W he r e     de f in in th e   pe na li z in te r m   us e f or   r e duc in th e   w e i ght   of   f a ls e   pos it iv e   c la s s if ie r   f or m   m in or it y   c la s s e s T he r e f or e ,   a ll   tr e e   w e ig ht s   a r e   nor m a li z e a f te r   e a c pe r io a s   in   ( 15) U nde r pe r f or m in g   tr e e s   w it h   w e ig ht s   be lo w   a   pr e de f in e th r e s hol   a r e   pr une a s   in   ( 16) .   W he r e     is   us e a s   a   th r e s hol pa r a m e te r   f o r   opt im iz in g t he  t r e e  s iz e  t o a tt a in  de s ir e d a tt a c k de te c ti on a c c ur a c y w it hout  ove r f it ti ng pr obl e m s .     = , i f   ( )   a nd  = 1   ( 14)     =   ( 15)     = { | < }   ( 16)     T hi s   s e c ti on  in tr oduc e s   D A P A   c om bi ne w it I W G B   f or   c ova r ia te   s hi f ha ndl in a nd  m ode l   a da pt a ti on.  T h e   m ode l   a ddr e s s e s   c onc e pt   dr if a nd  e vol vi ng   a tt a c pa tt e r ns   us in g   a n a da pt iv e   e n s e m bl e - ba s e tr a in in g s tr a te gy, s um m a r iz e d i n A lg or it hm  1.     A lg or it hm  1. D A P A - I W G B  e ns e m bl e  a da pt a ti on mode f or  i nt r us io n de te c ti on i n I oT - e dge  ne twor ks     I nput   D a ta s e , D A P A - I W G B  e ns e m bl e  m ode in de , numbe r  of  m ode ls   , a tt a c k c la s s   , t r e e   pr uni ng t hr e s hol , dyna m ic  pe na lt y f a c to r   , upda te  i nt e r va , a nd N um be r  of  f ol ds     O ut put   U pda te d e ns e m bl e     in  D A P A - I W G B  a nd node  w e ig ht s     1.    I ni ti a li z e :       S e num be r  of  t r e e s   = 1 , i ni ti a li z e  a ll  w e ig ht s   = 1     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D y nam ic  at ta c k  pat te r n - aw a r e  i nt e ll ig e nt  c y b e r - phy s ic al     ( V is hal a I bas apur a L ak s hm in a r ay anappa )   585       P a r ti ti on da ta s e   in to     f ol ds   2.   F or  e a c h f ol = 1   to     do       U s e  f ol   a s  va li da ti on  s e a nd r e m a in in g f ol ds  a s  t r a in in da ta       T r a in  D A P A - I W G B  m ode on t r a in in g da ta       I ni ti a li z e  e ns e m bl e   = { }   3.   F or  e a c h t im e  s te = 1   to     do       F or  e a c h m ode = 1   to     do           F or  e a c h t r e e   = 1   to     do               If  ( )   a nd  ( ) 0   th e n                   U pda te  t r e e  w e ig ht =               E nd I f           E nd F or           C om put e  e ns e m bl e  pr e di c ti on u s in g:   ( ) = ( ) ( ) = 1           If  ( ) = 0   th e n               N or m a li z e  w e ig ht s :                   =               P r une  l ow - w e ig ht  t r e e s :                   = { | < }               I f  pr e di c te ̂   th e n                   I nc r e a s e  numbe r  of  t r e e s = + 1                   G e ne r a te  ne w  t r e e  vi a  f e a tu r e - s pl it :                       ( )                   A dd ne w  t r e e =   ( ) , s e = 1               E nd I f           E nd I f           F or  e a c h t r e e   = 1   to     do               U pda te  t r e e     w it h ne w  da ta :                   = ( , , )             E nd F or       E nd F or   E nd F or   4.   R e tu r n:  F in a e ns e m bl e   a nd w e ig ht s       A lg or it hm   1   d e s c r ib e s   th e   tr a i ni n a nd   a da pt a ti on  pr o c e s s   of   t he   D A P A - I W G B   m od e f or   i nt r u s io n   de t e c ti on  i I oT - e dg e   e n a bl e C P S T h i s   m o de d yn a m i c a ll h a nd le s   c o va r ia te   s hi f t c o nc e pt   dr i f t,   a n c l a s s   im b a l a n c e   w hi le   im pr ovi ng  c l a s s if i c a ti o a c c ur a c a c r o s s   e vo lv in a tt a c p a tt e r ns T h e   m a in   c o m po ne nt s   a nd   w or kf lo w   a r e  e xp la in e a s :     i)   I ni ti a l iz a ti on  a n K - f ol s e t up th e   d a t a s e   is   pa r ti ti on e in t   non - o ve r la ppi ng  f ol d s   to   e n a b le   c r o s s - va l id a ti on.   O n e - f ol i s   u s e d   f or   v a l id a ti on   w hi l e   th e   r e m a i ni n g   1   f ol d s   a r e   u s e f or   tr a in in g T hi s   a pp r o a c i m pr o ve s   th e  ge ne r a l iz a b il i ty  of   t he   m o de by  r e d uc in g   ov e r f i tt in g a n d e n s ur e s   r obu s tn e s s   a c r o s s   va r i e d   d a ta   s e g m e nt s E a c d e c i s i on  tr e e   in   th e   e n s e m bl e   i s   i ni t i a li z e w it e qu a w e i ght   = 1 a nd  th e   num b e r  of   tr e e s   m m m  b e gi n s  f r om   on e .   ii)   E ns e m bl e   tr a in in o ve r   ti m e   s t e p s f or   e ve r t im e   s t e t tt ,   th e   a l gor it hm   it e r a te s   ov e r   e a c h   b a s e   le a r ne r   ii i   in   th e   e n s e m b le   of   s i z e   T he   m o d e u s e s   th e   D A P A - I W G B   f r a m e w or k   t bui ld   d e c is io t r e e s     w hi c a r e  c a p a bl e  of  c a p tu r i ng  di s t in c t  a t ta c k  p a tt e r ns   iii)   E r r or - ba s e w e ig ht   a dj u s tm e nt i f   a   de c is io tr e e   H jH_j H j   in c or r e c tl c la s s if ie s   th e   in put   s a m pl e   ( ( ) )   a nd  th e   it e r a ti on  in de x     is   not   a li gne d   w it th e   tr e e   upda te   in te r va th e   w e ig ht     is   pe na li z e u s in a   d e c a f a c to r   T hi s   m e c h a ni s m   e n s ur e s   th a le s s   a c c ur a te   tr e e s   gr a dua ll lo s e   in f lu e nc e  ove r  t im e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol 15 , N o.  1 F e br ua r y   20 26 580 - 591   586   iv )   P r e d ic ti o a n e n s e m bl e   a g gr e ga ti o n:   th e   ov e r a ll   pr e di c ti o a t   ti m e   s t e p     i s   obt a i ne u s in a   w e i ght e d   s u m   of   ou tp u t s   f r o m   a ll   d e c is io n   tr e e s   b a s e d   o ( 4) T h e   m od e l   dyn a m i c a ll a d a pt s   it s   pr e di c ti on  s t r a t e g to   c ur r e n i np ut   c o ndi ti o n s   v)   P e r io di c   tr e e   w e ig ht   nor m a li z a ti on  a nd  pr uni ng:   a s pe c if ie in te r va ls   ( e ve r   it e r a ti ons ) th e   f ol lo w in a c ti ons   a r e   tr ig ge r e d:   w e ig ht   nor m a li z a ti on:   tr e e   w e ig ht s   a r e   s c a le r e la ti ve   to   th e   to ta l   s um   to   m a in ta i n   a   c ons i s te nt   in f lu e nc e   r a ng e T r e e   pr uni ng:   tr e e s   w hos e   w e ig ht s   f a ll   be lo w   a   pr e de f in e th r e s hol   a r e   c ons id e r e d unde r pe r f or m in g a nd a r e  r e m ove d f r om  t he  e ns e m bl e   vi )   E ns e m bl e   e xpa n s io n:   if   th e   e ns e m bl e   m is c l a s s if ie s   th e   c ur r e n in put   ( ̂ ) a   ne w   de c i s io tr e e   is   a dde by  pe r f or m in g   a   f r e s f e a tu r e - ba s e s pl it T hi s   e ns ur e s   th a th e   m ode le a r ns   f r om   r e c e nt   e r r o r s   a nd a da pt s  t o e vol vi ng a tt a c k b e ha vi or   vi i)   C ova r ia te   s hi f a da pt a ti on t a ddr e s s   th e   pr obl e m   o f   c ova r ia t e   s hi f t,   e a c tr e e     is   upda te a e ve r y   ti m e   s te w it th e   la te s in s ta nc e   ( , ) T hi s   a ll ow s   th e   de c is io tr e e s   to   e vol ve   c ont in uous ly   b y   le a r ni ng  f r om   ne w   a nd  pot e nt ia ll s hi f te da ta   di s tr ib ut io ns e ns ur in th a th e   m ode s ta ys   r e le va nt   in   dyna m ic  C P S  e nvi r onm e nt s .   vi ii )   F in a out put th e   a lg or it hm   ou tp ut s   th e   upda te e ns e m bl e   of   de c is io tr e e s     a nd  th e ir   r e s pe c ti ve   w e ig ht s   w hi c a r e   opt im iz e th r ough  dyna m ic   a dj us tm e nt pr uni ng,  a nd   c r os s - va li da ti on.  T hi s   opt im iz e d e ns e m bl e  i s  t he n u s e d t o pr e di c a tt a c k s  on f ut ur e  uns e e n i nput s   K e a dva nt a g e s   of   th e   a lg or it hm   a r e :   i)   dyna m ic   w e ig ht in g:   poo r ly   pe r f or m in tr e e s   lo s e   in f lu e nc e   ove r   ti m e a nd  tr e e s   th a c a pt ur e   ne w   a tt a c pa tt e r ns   a r e   a dde a da pt iv e ly ii )   c ova r ia te   s hi f ha ndl in g:   e a c h   tr e e   is   upda te w it ne w   s a m pl e s m a in ta in in pr e di c ti on  r e le va nc e   ove r   ti m e ii i)   i m ba la nc e - a w a r e   le a r ni ng:   c la s s - s p e c if ic   w e ig ht in ( in c or por a te in   lo s s   f unc ti on  a nd  tr e e  w e ig ht in g)   e ns ur e s   th a m in or it c la s s  a tt a c ks   a r e   not   ove r lo oke d ;   iv )   K - f ol opt im iz a ti on:   pr e ve nt s   ov e r f it ti ng  by  va li da ti ng  p e r f or m a nc e   a c r os s   m ul ti pl e   da ta   pa r ti ti ons e nha nc in ge ne r a li z a ti on a nd  v)   m ode s c a la bi l it y:   e ns e m bl e   s iz e   i s   a da pt iv e ly   c ont r ol le vi a   pr uni ng  a nd  a ddi ti on  of   tr e e s   ba s e on  p e r f or m a nc e .   T hi s   a ppr oa c e n s ur e s   c ont in uou s   le a r ni ng  f r om     r e a l - ti m e   da ta   by  dyna m ic a ll a dj us ti ng  de c is io tr e e s upda ti ng  le a f   w e ig ht s   ba s e on  m is c la s s if ic a ti on  of   r a r e   a tt a c ty pe s a nd  pr uni ng  le s s   in f or m a ti ve   m ode ls T he   in c lu s io of   c la s s - ba s e w e ig ht in g,  c ova r ia te   s hi f ha ndl in g,  a nd  pe r io di c   nor m a li z a ti on  e ns ur e s   r e s il ie nc e   a ga in s c la s s   im ba la nc e   a nd  te m por a da ta   dr if t   in  I oT - e dge - ba s e d C P S  e nvi r onm e nt s .       3.   E X P E R I M E N T A L  S E T U P  A N D  R E S U L T S   T he   pr opos e D A P A - I W G B   f r a m e w or w a s   de ve lo pe a nd  de pl oye w it hi a   s im ul a te I oT - e dge   c om put in e nvi r onm e nt   to   e va lu a te   it s   e f f e c ti ve ne s s   in   r e a l - ti m e   a tt a c de te c ti on.  P yt hon  w a s   us e f or   th e   im pl e m e nt a ti on,  a nd  th e   de te c ti on   c om pone nt   w a s   in te g r a te a th e   e dge   la ye r   to   e na bl e   lo c a   de c is io n - m a ki ng  a nd  lo w - la te nc th r e a pr e di c ti on.   A   c om put e r   s ys te m   w it a I nt e l   C or e   i7   p r oc e s s or   a nd  16  G B   of   R A M   w a s   u s e f or   th e   e xp e r im e nt s gua r a nt e e in e nough  pr oc e s s in pow e r   f or   bot tr a in in a nd   in f e r e nc e  w it hout  s a c r if ic in g pe r f or m a nc e .   T w popula r   c ybe r s e c ur it be nc hm a r d a ta s e t s U N S W - N B 15  a nd   T oN - I oT ,   w hi c pr ovi de   th or ough  c ove r a ge   of   c ont e m por a r y   c ybe r - a tt a c tr e nds   in   I oT   c ont e xt s w e r e   us e in   th e   e va lu a ti on.    U N S W - N B 15  [ 32] t hi s   da ta s e t,   w hi c w a s   c r e a te by  th e   A us tr a li a c e nt r e   f or   c ybe r   s e c ur it ( A C C S ) ,   in c lu de s   bot b e ni gn  a nd  m a li c io us   ne twor k   tr a f f ic   f r om   ni ne   di f f e r e nt   a tt a c ty pe s s u c a s   ba c kdoor s w or m s D oS a na ly s is e xpl oi ts a nd  s pa m m in g.  I in c lu de s   49  ne twor f e a tu r e s   th a c a pt ur e   be h a vi or a c ha r a c te r is ti c s   c r it ic a f or   a nom a ly   de te c ti on.  T hi s   da ta s e pr ovi de s   a   r obus te s tb e f or   e va lu a ti ng  I D S   m ode ls   on  c onve nt io na a nd  c om pl e ne twor th r e a ts T oN - I oT   [ 33] b ui ld in upon   th e   U N S W - N B 15   f r a m e w or k,  th e   T oN - I oT   da ta s e in c or por a te s   da ta   f r om   r e a l - w or ld   I oT   in f r a s tr uc tu r e s e nc om pa s s in s ys t e m   lo gs te le m e tr y,  a nd  ne twor a c ti vi ty   a c r os s   m ul ti pl e   la ye r s A tt a c ty pe s   in c lu de   r a ns om w a r e ba c kdoor s ,   li nk - la ye r   a tt a c ks m a lwa r e   in f e c ti on s a nd  D oS   a tt a c ks T hi s   da ta s e e f f e c ti ve ly   s im ul a te s   dyna m ic   I o T   e nvi r onm e nt s   a nd  of f e r s   m ul ti - s our c e ,   he te r oge ne ou s   da t a   s tr e a m s e n a bl in r obus tr a in in a nd  te s ti ng  of   e dge - ba s e d   in tr us io de te c ti on   m ode ls .   T he s e   d a ta s e ts   w e r e   s e l e c te f or   th e ir   hi gh  r e le v a nc e   to   c ont e m por a r I oT - e dge  C P S  de pl oym e nt s  a nd t he ir  a bi li ty  t o r e f le c r e a l - w or ld  t hr e a s c e na r io s  i n s m a r e nvi r onm e nt s .   S ta nda r c la s s if ic a ti on  m e a s ur e s   w e r e   us e to   e va lu a te   th e   D A P A - I W G B   m ode l' s   de te c ti on  pe r f or m a nc e T he s e   m e tr ic s w hi c m e a s ur e   how   w e ll   th e   m ode di s ti ngui s he s   be tw e e a tt a c a nd  nor m a l   tr a f f ic , a r e  a s  i n ( 17)  t o ( 20) .      =  +   +  +  +    ( 17)      =   +    ( 18)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D y nam ic  at ta c k  pat te r n - aw a r e  i nt e ll ig e nt  c y b e r - phy s ic al     ( V is hal a I bas apur a L ak s hm in a r ay anappa )   587   =   +    ( 19)     1  = 2 × × +   ( 20)     W he r e   T P T N F P a nd  F N   in di c a te   tr ue   po s it iv e tr ue   n e ga ti ve f a ls e   po s it iv e s a nd   f a ls e   ne g a ti ve r e s pe c ti ve ly T og e th e r th e s e   m e tr ic s   gi v e s   a   hol is ti c   vi e w   of   de te c ti on  a c c ur a c y,  s e ns it iv it y,  a nd  r obus tn e s s   to  f a ls e  a la r m s .   T he   pe r f or m a nc e   of   th e   D A P A - I W G B   m ode w a s   e va lu a te a c r os s   bot da ta s e ts   us in th e   a f or e m e nt io ne m e tr ic s E xpe r im e nt a out c om e s   on  U N S W - N B 15  da ta s e a r e   pr e s e nt e in   F ig ur e   3,  w h e r e   th e   m ode a c hi e v e a a c c ur a c y   of   99.93% pr e c is io of   9 9.965% r e c a ll   of   99.967% a nd  F 1 - s c or e   of   99.961% T he s e   r e s ul ts   a f f ir m   th e   m ode l' s   hi gh  pr e c is io in   id e nt if yi ng  m a li c io us   tr a f f ic   a nd  it s   lo w   r a te   of   f a ls e   pos it iv e s T he   in te gr a ti on  of   dyna m ic   s ta ti s ti c a m oni to r in a nd  a da pt iv e   r e tr a in in g,  a s   de ta il e in   ( 12) f ur th e r  s tr e ngt he ns  de te c ti on s ta bi li ty  ove r  t im e  by  r e c a li br a ti ng  t r e e  w e ig ht s  i n r e s pons e  t o e vol vi ng pa tt e r ns S im il a r ly r e s ul ts   on  th e   T oN - I oT   da ta s e a r e   s how in   F ig ur e   4,  w it th e   f ol lo w in m e tr ic s   obs e r ve a n   a c c ur a c y:   99.921% pr e c is io of   99.92% r e c a ll   of   99.85% a nd  F 1 - s c or e   of   99.85% T he   hi gh  de te c ti on  s c or e s   a c r os s   bot da ta s e ts   va li da te   th e   ge ne r a li z a bi li ty   a nd   a da pt a bi li ty   of   D A P A - I W G B   unde r   di ve r s e   a tt a c c ondi ti ons .   T h e   m ode l' s   r e s pons iv e ne s s   to   t e m por a s hi f ts   in   da ta   di s tr ib ut io is   f a c il it a te d   by  a   r e tr a in in m e c ha ni s m w hi c upd a te s   e ns e m bl e   tr e e   s tr uc tu r e   a nd  w e ig ht   di s tr ib ut io ba s e d   on  r e a l - ti m e   f e e dba c a nd  c la s s if ic a ti on  e r r or s T hi s   a da pt iv e   le a r ni ng  m e c ha ni s m   e ns ur e s   lo ng - te r m   r e li a bi li ty   in   f a s t - c ha ngi ng  I oT   e nvi r onm e nt s O ve r a ll th e   r e s ul t s   de m ons tr a te   th a D A P A - I W G B   e f f e c ti ve ly   di s ti ngui s he s   be twe e nor m a a nd  m a li c io us   be ha vi or m a in ta in s   r e s il i e nc e   a ga in s c on c e pt   dr if t,   a nd  m in im iz e s   c la s s if ic a ti on e r r or s  i n e dge - ba s e d C P S  i nf r a s tr uc tu r e s           F ig ur e  3. D A P A - I W G B   p e r f or m a nc e  on UN S W - N B 15 da ta s e t           F ig ur e  4. D A P A - I W G B   p e r f or m a nc e  on T oN - I oT  da ta s e t   99.93 99.965 99.967 99.961 99.91 99.92 99.93 99.94 99.95 99.96 99.97 A C C U R A C Y P R E C I S I O N R E C A L L F - S C O R E P e r c e n t age  ( % ) P e r f or m an c e   M e t r i c s D A P A - I W G B   P E R F O R M A N C E   - U N S W - N B 1 5 99.921 99.92 99.85 99.85 99.8 99.82 99.84 99.86 99.88 99.9 99.92 99.94 A C C U R A C Y P R E C I S I O N R E C A L L F - S C O R E P e r c e n t age  ( % ) P e r f o r m a n c e   M e t r i c s D A P A - I W G B   P E R F O R M A N C E   - T O N - I O T Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll , V ol 15 , N o.  1 F e br ua r y   20 26 580 - 591   588   T he   s ug ge s te D A P A - I W G B   a r c hi t e c t ur e   w a s   c om p a r e to   a   num be r   of   c ur r e nt   a nd  w e ll - kno w in tr us io de t e c ti on  m od e ls   i I oT - E d ge   c ont e xt s   i or de r   to   f ur t he r   a s s e s s   it s   e f f ic a c a nd  r e s il ie n c e . A   r e vi e w   of   pe r f or m a n c e   m e tr ic s   f r om   th e   l it e r a t ur e in c lu di ng  a s   a c c ur a c y,  pr e c is io n,  r e c a l l,   a n F 1 - s c or e i s   s how i T a bl e   1 I i s   c l e a r   f r om  T a b le   th a th e   s u gge s te D A P A - I W G B   m ode pe r f or m s   be tt e r   th a c ur r e nt   m e th ods   in   e ve r s ig ni f i c a n pe r f or m a nc e   c a t e gor y T h e   m od e a c hi e ve a a c c ur a c of   99.9 21% a   pr e c i s io of   99.92% , r e c a ll  of  9 9.85% a nd  a n F 1 - s c or e  of   99.85% , de m ons tr a ti ng  s up e r io r  c l a s s if i c a ti on c a pa bi li ty .         T a bl e  1. D A P A - I W G B  pe r f or m a nc e  c om pa r is on w it h e xi s ti ng  a ppr oa c he s  u s in g t he  T oN - I oT  da t a s e t   R e f e r e nc e / Y e a r   M ode l   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F1 - s c or e   L oge s w a r i   e t  al .   [ 17] , 2025   H F O M C   98.83   98.56   98.81   98.65   S a i ye d   a nd A l - A nba gi   [ 18] , 2024   G A T D D   95   95   95   94   C ui   e t  al .   [ 19] 2024   D R N - AM   99.24   99.18   99.15   99.16   J a ve e e t  al [ 20] 2024    I D S - S A E L   99.55   99.31   99.24   99.39   Y a ng  e t  al .   [ 21] , 2024   GAD - E L A R   97.67   98.21   97.67   97.84   B ouz i ni s   e t  al .   [ 22] , 2025   S t a t A vg   93.38   -   -   61.22   F a r e s   e t  al .   [ 23] , 2025   ST - L S T M - D T L   98.8   98.24   98.67   98.45   L i  e t  a l [ 24] , 2025   S M V L   98.7   -   -   92.5   C ha ndna ni   e t  al [ 29] , 2025   F e d - M L D L   98.1   98.3   98.3   98.3   T hi s  r e s e a r c h   D A P A - I W G B   99.921   99.92   99.85   99.85       C om pa r e to   de e r e c ur r e nt   m ode ls   s uc a s   ge ne ti c   a lg or it hm   e m pl oyi ng  t - T e s t - ba s e D D oS   de te c ti on  ( G A T D D )   [ 18] ,   hybr id   m ode ls   li ke   D R N - A M   [ 19]   a nd  I D S - S A E L   [ 20] a nd  th e   D A P A - I W G B   e xhi bi ts   a   not a bl e   in c r e a s e   in   bot pr e c is io a nd  r e c a ll in di c a ti ng  a   r e duc e f a ls e   pos it iv e   r a te   a nd  im pr ove d   s e ns it iv it to   a c tu a in tr us io ns M ode l s   s uc a s   hybr id   f e a tu r e   opt im iz a ti on  th r ough  m ul ti - s ta ge   c la s s if ie r   ( H F O M C )   [ 17]   a nd  ST - L S T M - D T L   [ 2 3]   pe r f or m   r e a s o na bl y   w e l l;   ho w e ve r th e ir   m e tr i c s   r e m a in   m a r g in a ll lo w e r   t ha D A P A - I W G B , pa r ti c ul a r l in   F 1 - s c or e , w h ic in di c a te s  a   b a l a n c e  b e tw e e n pr e c i s i on a n r e c a ll . T h e   G A T D D   [ 18]   m od e l,   a lt hou gh   b a s e o e n s e m bl e   p r in c i pl e s r e c or ds   a   l ow e r   p e r f or m a n c e   ( F 1 - s c or e   of   9 4% ) ,   hi gh li g ht i ng   li m it a ti on s   i n dyn a m ic   p a tt e r n   d e t e c ti o i n e v ol vi ng   I o T  e n vi r o nm e nt s . M or e o ve r t he   p e r f or m a nc e   of   m od e l s   li k e   S t a tA vg   [ 2 2]   a n S M V L   [ 24]   s ug ge s t s   s ig ni f i c a nt   tr a d e - of f s   in   d e t e c ti o pe r f or m a n c e ,   w i th   e it he r   i nc om p le te   m e tr ic   r e po r ti n g   or   c om p a r a ti ve ly   l ow e r   F 1 - s c or e s .   N ot a b ly ,   F e d - M L D L   [ 29]   a c hi e ve s   c om pe ti ti ve   r e s ul ts ye s ti ll   unde r pe r f or m s   r e la ti ve   to   D A P A - I W G B pa r ti c ul a r ly   in   c a pt ur in r a r e   a nd   e vol vi ng a tt a c k i ns ta nc e s  due  t o i ts   s ta ti c  f e de r a te d de s ig n.   T he   s upe r io r   r e s ul ts   o f   D A P A - I W G B   c a be   a tt r ib u te to   it s :   dyna m ic   w e i ght   a d ju s tm e n t,   w hi c h   r e duc e s   m ode bi a s   to w a r m a jo r it c la s s e s r e a l - t im e   t r e e   pr u ni ng  a nd  a u gm e nt a ti on e na bl i ng  a da pt a bi l it y   to   a tt a c e vol ut io n.  I a d di ti on,  s ta t is ti c a m o ni to r i ng  f a c il it a te s   t im e ly   r e tr a in in in   r e s po ns e   to   di s tr i but i ona s hi f ts I s um m a r y,  th e   D A P A - I W G B   f r a m e w o r de m ons t r a te s   s ta te - of - th e - a r pe r f or m a nc e   a c r os s   s ta nda r be nc h m a r ks   a n va l id a te s   i ts   e f f ic a c f o r   s e c ur in g   I oT - e dge - e na bl e C P S   a ga in s a   w id e   r a nge  o f  c ybe r  t h r e a ts .   U s in th e   U N S W - N B 15  be nc hm a r da ta s e t,   a   c om pa r a ti ve   pe r f or m a nc e   e va lu a ti on  w a s   c a r r ie out   to   ve r if th e   r obus tn e s s   a nd   de te c ti on   a c c ur a c of   th e   s ugge s t e D A P A - I W G B   m ode l.   T he   pe r f or m a nc e   of   D A P A - I W G B   is   s how in   T a bl e   a lo ngs id e   m a ny  ne w ly   r e le a s e in tr us io de te c ti on  m ode l s   th a ha ve   a l s us e th e   U N S W - N B 15  d a ta s e a s   a e va lu a ti on  be nc hm a r k.  T he   s ugg e s te D A P A - I W G B   c ons id e r a bl out pe r f or m s   a ll   e va lu a te m ode ls  a c r os s   a ll   a s s e s s m e nt   m e tr ic s a s   s ho w in   T a bl e   2.  W it 99.93%   a c c ur a c y,   99.965%  pr e c is io n, 99.967%  r e c a ll , a nd 99.961%  F 1 - s c or e , i s ig ni f ic a nt ly  out pe r f or m s  c ur r e nt  m e th ods .       T a bl e  2. D A P A - I W G B   p e r f or m a nc e  c om pa r is on w it h e xi s ti ng  a ppr oa c he s  u s in g U N S W - N B 15 be nc hm a r k   R e f e r e nc e / Y e a r   M ode l   A c c ur a c y   P r e c i s i on   R e c a l l   F1 - s c or e   C ui   e t  al [ 19] , 2024   D R N - AM   89.23   883.83   87.77   88.25   Y a ng  e t  al [ 21] , 2024   GAD - E L A R   98.84   98.8   98.84   98.78   L i   e t  al .   [ 24] , 2025   S M V L   97.9   -   -   85.6   L i  e t  a l [ 25] , 2025   S L R F   90.43   87.69   83.12   -   W e t  al .   [ 26] , 2025   T R A C E R   86.02   -   -   -   B i a n a nd L i u   [ 28] , 2025   G M C W A E   81.1   -   -   -   E l a z i z   e t  al [ 30] , 2025   TTF - E E F O   98.50   98.30   98.20   98.25   T hi s  r e s e a r c h   D A P A - I W G B   99.93   99.965   99.967   99.961       C om pa r e to   r e c e nt   D L   a ppr oa c he s   s uc h   a s   G A D - E L A R   [ 21]   a nd  f r a m e w or ba s e on   th e   t a tr a ns f or m e r - e le c tr ic   e e f o r a gi ng  opt im iz a ti on  ( T T F - E E F O )   [ 30] w hi c a ls e xhi bi hi gh   a c c ur a c a nd  ba la nc e de t e c ti on  pe r f or m a nc e th e   D A P A - I W G B   m ode yi e ld s   a   not ic e a bl e   im pr ove m e nt   in   pr e c is io a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       D y nam ic  at ta c k  pat te r n - aw a r e  i nt e ll ig e nt  c y b e r - phy s ic al     ( V is hal a I bas apur a L ak s hm in a r ay anappa )   589   r e c a ll r e f le c ti ng  it s   e nha nc e a bi li ty   to   di s ti ngui s be twe e be ni gn  a nd  m a li c io us   tr a f f ic   w it h   m in im a f a ls e   a la r m s T h e   F 1 - s c or e   im pr ove m e nt   f ur th e r   de m ons tr a te s   t he   pr opos e d   m ode l' s   c a pa bi li ty   to   m a in ta in   de te c ti on  c ons i s te nc e v e in   th e   pr e s e nc e   of   im ba la n c e da ta   di s tr ib ut io ns O th e r   m ode l s   li ke   D R N - A M   [ 19] S M V L   [ 24 ] a nd  S L R F   [ 25 ] s uf f e r   f r om   lo w e r   a c c ur a c a nd  r e c a ll in di c a ti ng  s e ns it iv it to   f e a tu r e   va r ia bi li ty   a nd  a tt a c di ve r s it y.  A ddi ti ona ll y,  s om e   m ode ls   s uc a s   T R A C E R   [ 26] R e M e N e [ 27] a nd  G M C W A E   [ 28]   r e por onl pa r ti a m e t r ic s m a ki ng  c om pr e he ns iv e   c om pa r is on  di f f ic ul but   s ti ll   hi ghl ig ht in g t he ir  l im it a ti ons  i n a c hi e vi ng holi s ti c  t hr e a de te c ti on.    T he   pe r f or m a nc e   a dva nt a ge s   of   D A P A - I W G B   c a be   a tt r ib u te to   it s i )   dyna m ic   a tt a c pa tt e r n   a da pt a ti on,  w hi c e na bl e s   le a r ni ng  f r om   e vol vi ng  th r e a ts i i)   c ova r ia te   s hi f ha ndl in th r ough  a da pt iv e   e ns e m bl e   upda ti ng;   ii i)   m in or it c la s s   r e - w e ig ht in a nd  pr uni ng  s tr a te gi e s w hi c pr e ve nt   bi a s   to w a r m a jo r it c la s s e s a nd   iv )   r e a l - ti m e   w e ig ht   opt im iz a ti on  a nd   r e tr a in in g,  e nha nc in r obus tn e s s   a c r os s   va r yi ng  tr a f f ic   pa tt e r ns T he s e   r e s ul ts   a f f ir m   th a th e   D A P A - I W G B   m ode is   hi ghl s ui ta bl e   f or   r e a l - ti m e   in tr us io n   de te c ti on  in   I oT - e dge - e na bl e C P S   e nvi r onm e nt s o f f e r in g   s upe r io r   pe r f o r m a nc e   c om pa r e to   e xi s ti ng  M L   a nd D L - ba s e d i nt r us io n de te c ti on t e c hni que s  on t he  U N S W - N B 15 da ta s e t.       4.   C O N C L U S I O N   T he   r a pi c r e a ti on  of   th e   I oT   ha s   r e vol ut io ni z e C P S   by  e na bl in r e a l - ti m e   da ta   e xc ha nge   be twe e s m a r de vi c e s e dge   node s a nd  c lo ud  in f r a s tr uc tu r e s D e s pi te   th e s e   a dva n c e m e nt s s e c ur in s uc he te r oge ne ous   a nd  dyna m ic   e nvi r onm e nt s   r e m a in s   a   pr e s s in c ha ll e nge   due   to   th e   e vol vi ng  na tu r e   of   c ybe r   th r e a ts   a nd  th e   li m it a ti ons   o f   c onve nt io na de te c ti on  m e th ods T a ddr e s s   th is   is s ue th is   pa pe r   pr opos e th e   D A P A - I W G B   m ode l,   w hi c in te gr a te s   a  s ta ti s ti c a m oni to r in g m e c ha ni s m   to   dyna m ic a ll d e te c a nd  a d a pt   to   s hi f ts   in   a tt a c k   be ha vi or T he   m ode l   e m pl oys   a da pt iv e   r e - w e ig ht in g,  r e a l - ti m e   tr e e   pr uni ng,  a nd  c ova r ia te   s hi f ha ndl in to   m a in ta in   hi gh  de te c ti on  f id e li ty   in   c om pl e I oT - e dge   s c e na r io s E xpe r im e nt a e va lu a ti ons   us in two  be nc hm a r da ta s e ts U N S W - N B 15  a nd  T oN - I oT d e m ons tr a te th e   e f f e c ti ve ne s s   of   th e   pr opos e d   a ppr oa c h.  T he   D A P A - I W G B   m ode a c hi e ve s upe r io r   pe r f or m a nc e w it a c c ur a c l e ve ls   of   99.93%   a nd  99.921% r e s pe c ti ve ly w hi le   m a in ta in in hi gh  pr e c is io a nd  lo w   f a ls e   pos it iv e   r a te s T h e s e   r e s ul t s   va li da te   th e   m ode l’ s   c a pa bi li ty   to   ha ndl e   c la s s   im ba la nc e   a nd   c onc e pt   dr if t,   e ns ur in r e li a bl e   in tr us io d e te c ti on  in   dyna m ic   e dge - ba s e C P S   e nvi r onm e nt s A s   pa r of   f ut ur e   r e s e a r c h,  w e   in te nd   to   de v e lo a   m or e   ge ne r a li z e d   e ns e m bl e - ba s e in tr us io de te c ti on  f r a m e w or th a in c or por a te s   hybr id   a r ti f ic ia in te ll ig e nc e   te c hni que s s uc a s   de e r e in f or c e m e nt   le a r ni ng,  f e de r a te le a r ni ng,  a n gr a ph - ba s e m ode ls T hi s   f r a m e w or w il l   e xpl ic it ly   a ddr e s s   is s ue s   of   da ta   he te r oge ne it y,  c ova r ia te   s hi f t,   a nd  c la s s   im ba la nc e a nd  w il be   e va lu a te us in m or e   r e a li s ti c   a nd  la r ge - s c a le   da ta s e t s   dr a w f r om   I oT in te r ne of   ve hi c le s   ( I oV ) ,   a nd  C P S   dom a in s .   S uc a dva nc e m e nt s   a im   to   e nha n c e   th e   s c a la bi li ty r e s il ie nc e a nd  a d a pt a bi li ty   of   I D S   in   ne xt - ge ne r a ti on  in te ll ig e nt  i nf r a s tr uc tu r e s       A C K N O WL E D G M E N T S   W e   w oul li ke   to   th a nk  our   s upe r vi s or   f or   hi s   a s s is ta nc e c ons ta nt   f e e dba c k,  a nd  m ot iv a ti on  f or   th e   e nt ir e  dur a ti on of  t he  r e s e a r c h.        F U N D I N G  I N F O R M A T I O N   N o f undi ng i s  r a is e d f or  t hi s  r e s e a r c h.       A U T H O R  C O N T R I B U T I O N S  S T A T E M E N T   T hi s   jo ur na us e s   th e   C ont r ib ut or   R ol e s   T a xonomy  ( C R e di T )   to   r e c ogni z e   in di vi dua l   a ut hor   c ont r ib ut io ns , r e duc e  a ut hor s hi p di s put e s a nd f a c il it a te  c ol la bo r a ti on.      N am e  o f  A u t h or   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   V is ha la   I ba s a pur a   L a ks hm in a r a ya na ppa                               K e m pa ha num a ia M .   R a vi kum a r                                 C     C onc e pt ua l i z a t i on   M     M e t hodol ogy   So     So f t w a r e   Va     Va l i da t i on   Fo     Fo r m a l  a na l ys i s   I     I nve s t i ga t i on   R     R e s our c e s   D   :   D a t a  C ur a t i on   O   :   W r i t i ng  -   O r i gi na l  D r a f t   E   :   W r i t i ng  -   R e vi e w  &   E di t i ng   Vi     Vi s ua l i z a t i on   Su     Su pe r vi s i on   P     P r oj e c t  a dm i ni s t r a t i on   Fu     Fu ndi ng a c qui s i t i on     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.