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Grant: Alliance Grants

Université de Sherbrooke

$173,916.00

Network Anomaly Detection with Quantum Machine Learning

FY 2021-22

Summary
Cyber-intrusions and cyber-attacks can endanger the security of connected systems and bring irreversible damages to their operation. This is particularly true for critical systems such as train fleets, autonomous vehicles, etc. Intrusion detection systems (IDS) are deployed in conjunction with other security mechanisms such as access control and encryption techniques to further secure systems. Network intrusion detection can be performed by identifying the abnormalities in network monitoring data sets and looking for potential problems. However, building effective systems for network anomaly detection faces many challenges in theory and in practice. The goal of the project is to design and develop a framework for network anomaly detection by using quantum machine learning (QML) algorithms. Quantum machine learning has the potential to revolutionarily transform the capacity to detect network anomalies so as to prevent/defend against cyber intrusions and cyber attacks. The main outcome of this partnership is the materialization of a framework for anomaly detection with QML. This framework has the potential to enable: 1) huge advances in execution time, capacity and learning efficiency and 2) significant improvements in anomaly detection capabilities.#(cr)#(lf)Les cyber-intrusions et les cyber-attaques peuvent mettre en danger la sécurité des systèmes connectés et apporter des dommages irréversibles à leur fonctionnement. Cela est particulièrement vrai pour les systèmes critiques tels que les flottes de trains, les véhicules autonomes, etc. Les systèmes de détection d'intrusion (IDS) sont déployés en conjonction avec d'autres mécanismes de sécurité tels que le contrôle d'accès et les techniques de cryptage pour sécuriser davantage les systèmes. La détection des intrusions dans le réseau peut être effectuée en identifiant les anomalies dans les ensembles de données de surveillance du réseau et en recherchant les problèmes potentiels. Cependant, la construction de systèmes efficaces pour la détection des anomalies de réseau fait face à de nombreux défis en théorie et en pratique. L'objectif du projet est de concevoir et de développer un cadre pour la détection des anomalies de réseau en utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique quantique (QML). L'apprentissage machine quantique a le potentiel de transformer de manière révolutionnaire la capacité de détection des anomalies de réseau afin de prévenir/se défendre contre les cyber-intrusions et les cyber-attaques. Le principal résultat de ce partenariat est la matérialisation d'un cadre pour la détection des anomalies avec QML. Ce cadre a le potentiel de permettre 1) d'énormes avancées en termes de temps d'exécution, de capacité et d'efficacité d'apprentissage et 2) des améliorations significatives des capacités de détection d'anomalies.
Program
Alliance Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
569166-2021
Name nom
Cherkaoui, Soumaya
Department département
Génie informatique et génie logiciel
Organization id
68
Institution établissement
Université de Sherbrooke
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2021
Competition year année de concours
2021
Award amount
173916
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
Research partnerships programs
Group fr
Programmes de partenariat
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
9999
Area of application group en
Not available
Area of application group fr
Non disponible
Area of application en
Not available
Area of application fr
Non disponible
Research subject code
2700
Research subject group en
Information technology
Research subject group fr
Technologie de l'information
Research subject en
Information technology
Research subject fr
Technologie de l'information
Installment
inst:1
Partie
1
Nb partie
3
Application title
Network Anomaly Detection with Quantum Machine Learning
Keyword
NSERC
Application summary
Cyber-intrusions and cyber-attacks can endanger the security of connected systems and bring irreversible damages to their operation. This is particularly true for critical systems such as train fleets, autonomous vehicles, etc. Intrusion detection systems (IDS) are deployed in conjunction with other security mechanisms such as access control and encryption techniques to further secure systems. Network intrusion detection can be performed by identifying the abnormalities in network monitoring data sets and looking for potential problems. However, building effective systems for network anomaly detection faces many challenges in theory and in practice. The goal of the project is to design and develop a framework for network anomaly detection by using quantum machine learning (QML) algorithms. Quantum machine learning has the potential to revolutionarily transform the capacity to detect network anomalies so as to prevent/defend against cyber intrusions and cyber attacks. The main outcome of this partnership is the materialization of a framework for anomaly detection with QML. This framework has the potential to enable: 1) huge advances in execution time, capacity and learning efficiency and 2) significant improvements in anomaly detection capabilities.#(cr)#(lf)Les cyber-intrusions et les cyber-attaques peuvent mettre en danger la sécurité des systèmes connectés et apporter des dommages irréversibles à leur fonctionnement. Cela est particulièrement vrai pour les systèmes critiques tels que les flottes de trains, les véhicules autonomes, etc. Les systèmes de détection d'intrusion (IDS) sont déployés en conjonction avec d'autres mécanismes de sécurité tels que le contrôle d'accès et les techniques de cryptage pour sécuriser davantage les systèmes. La détection des intrusions dans le réseau peut être effectuée en identifiant les anomalies dans les ensembles de données de surveillance du réseau et en recherchant les problèmes potentiels. Cependant, la construction de systèmes efficaces pour la détection des anomalies de réseau fait face à de nombreux défis en théorie et en pratique. L'objectif du projet est de concevoir et de développer un cadre pour la détection des anomalies de réseau en utilisant des algorithmes d'apprentissage automatique quantique (QML). L'apprentissage machine quantique a le potentiel de transformer de manière révolutionnaire la capacité de détection des anomalies de réseau afin de prévenir/se défendre contre les cyber-intrusions et les cyber-attaques. Le principal résultat de ce partenariat est la matérialisation d'un cadre pour la détection des anomalies avec QML. Ce cadre a le potentiel de permettre 1) d'énormes avancées en termes de temps d'exécution, de capacité et d'efficacité d'apprentissage et 2) des améliorations significatives des capacités de détection d'anomalies.