Publication:
Utilizing blockchain-secured deep packet inspection for trusted differentiated services

cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.departmente5790f67-eb75-417d-a4e3-c2fe0a13e74a
cris.virtualsource.orcide5790f67-eb75-417d-a4e3-c2fe0a13e74a
dc.contributor.authorKhan, Fazeel Ahmed
dc.contributor.supervisorAdamu Abubakar Ibrahim
dc.contributor.supervisorAkram M Z M Khedher
dc.contributor.supervisorAndi Fitriah Abdul Kadir
dc.date.accessioned2025-07-29T02:38:36Z
dc.date.available2025-07-29T02:38:36Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractThe recent developments in networking have led to the generation of massive volumes of network traffic, creating many obstacles in network traffic management. The traditional deep packet inspection (DPI) is used to inspect, identify, classify and manage Internet Protocol (IP) based network packets from massive volume of traffic flow within the connected network. However, with the integration of DPI at various inspection points at the network edges, it creates certain challenges for the connected networks. Also, there are security challenges posed with conventional deep packet inspection related to the identification of tampered, manipulated and exploited IP network packets within the network transmission classified for critical data having higher priority access using differentiated service code point (DSCP). The purpose of this research is to design and develop a blockchain-secured deep packet inspection system to secure the DSCP tagging and examine the impact of blockchain on DPI system as well as on real-time operations. Moreover, the study explores the use of deep learning models due to its efficient learning hierarchical representation of features through series of layers as well as with memory for its ability to extract features through time series data. Also, the use of blockchain in the spectrum of DPI to enhance the performance and security of network. The study has utilized four deep learning neural classifiers including Autoencoders, Convolutional Neural Network, Long-Short Term Memory and Recurrent Neural Network having accuracies of 92.03%, 96.88%, 99.64% and 99.72% respectively. It was discovered the RNN performed well around 99.72% than the rest of the adopted classifiers. There is an ensemble approach used based on soft-voting mechanism with an accuracy of 99.28% having all the features of deployed models into one single model. Additionally, the ethereum-based blockchain is used to develop and deploy blockchain into DPI ecosystems, storing critical IP packets information moving forward from the classification phase of the neural network. The IP packets data was also stored in NoSQL database systems for future analysis on different use-cases. The objective of this study contributes to the analysis of the security issues related to DSCP faced by DPI with the growing volume of network data.
dc.description.abstractarabicأدى التطور الحديث في تقنيات الشبكات إلى توليد كميات ضخمة من حركة مرور الشبكة، مما خلق العديد من التحديات في إدارة هذه الحركة. وتُستخدم تقنية الفحص العميق للحزم (Deep Packet Inspection - DPI) التقليدية لفحص وتحديد وتصنيف وإدارة حزم الشبكة المعتمدة على بروتوكول الإنترنت (IP) ضمن التدفق الكبير لحركة المرور في الشبكات المتصلة. ومع ذلك، فإن دمج تقنية DPI في نقاط التفتيش المختلفة عند أطراف الشبكة يخلق تحديات معينة لهذه الشبكات المتصلة. كما أن هناك تحديات أمنية تفرضها تقنية DPI التقليدية تتعلق بالكشف عن الحزم الشبكية المتلاعب بها أو التي تم تعديلها أو استغلالها داخل نقل البيانات في الشبكة، خاصة تلك المصنفة كمعلومات حرجة ذات أولوية عالية باستخدام رمز نقطة الخدمة المتمايزة (Differentiated Services Code Point - DSCP). يهدف هذا البحث إلى تصميم وتطوير نظام فحص عميق للحزم مؤمّن باستخدام تقنية البلوك تشين لتأمين عملية وسم DSCP ودراسة تأثير البلوك تشين على نظام DPI وكذلك على العمليات في الزمن الحقيقي. بالإضافة إلى ذلك، يستكشف البحث استخدام نماذج التعلم العميق نظراً لقدرتها الفعالة على تمثيل السمات بشكل هرمي عبر طبقات متعددة، فضلاً عن امتلاكها لذاكرة تُمكّنها من استخراج السمات من خلال بيانات السلاسل الزمنية. كما يبحث البحث في دمج تقنية البلوك تشين ضمن بيئة DPI لتعزيز أداء الشبكة وأمنها. وقد استخدمت الدراسة أربعة مصنفات عصبية عميقة شملت: الشبكات التلقائية (Autoencoders)، الشبكات العصبية الالتفافية (Convolutional Neural Network - CNN)، شبكات الذاكرة طويلة وقصيرة الأمد (Long Short-Term Memory - LSTM)، والشبكات العصبية التكرارية (Recurrent Neural Network - RNN)، وحققت دقة تصنيف بلغت 92.03%، 96.88%، 99.64% و99.72% على التوالي. وقد تبين أن أداء شبكة RNN كان الأفضل بنسبة 99.72% مقارنة ببقية المصنفات. كما تم اعتماد نهج تجميعي باستخدام آلية التصويت الناعم (Soft-Voting) بدقة بلغت 99.28%، بحيث يُدمج في نموذج واحد جميع سمات النماذج المستخدمة. علاوة على ذلك، تم استخدام بلوك تشين قائم على منصة "إيثريوم" لتطوير ونشر البلوك تشين ضمن منظومة DPI، حيث يتم تخزين معلومات الحزم الحرجة للـIP بعد تصنيفها بواسطة الشبكة العصبية. وتم كذلك تخزين بيانات الحزم في قواعد بيانات NoSQL لأغراض التحليل المستقبلي لحالات استخدام مختلفة. تسهم أهداف هذه الدراسة في تحليل التحديات الأمنية المرتبطة بخدمة DSCP التي تواجه تقنية DPI في ظل النمو المستمر لحجم بيانات الشبكة. الكلمات المفتاحية: الفحص العميق للحزم، البلوك تشين، رمز نقطة الخدمة المتمايزة، جودة الخدمة، التصنيف الذكي للحزم.
dc.description.callnumberet QA 76.9 B56 K45U 2025
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.emailfazeelahmedkhan15@gmail.com
dc.description.funderMALAYSIAN INTERNATIONAL SCHOLARSHIP (MIS)
dc.description.identifierThesis : Utilizing blockchain-secured deep packet inspection for trusted differentiated services / by Fazeel Ahmed Khan
dc.description.identityG2221837Fazeelahmedkhan
dc.description.kulliyahKulliyyah of Information and Communication Technology (KICT)
dc.description.nationalityPAKISTAN
dc.description.notesThesis (MCST)--International Islamic University Malaysia, 2025.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xxi, 358 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeMaster of Computer Science and Information Technology
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/33082
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Information and Communication Technology, International Islamic University Malaysia, 2025
dc.rightsJOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM
dc.subject.lcshBlockchains (Databases)
dc.subject.lcshComputer networks -- Security measures
dc.subject.lcshData encryption (Computer science)
dc.titleUtilizing blockchain-secured deep packet inspection for trusted differentiated services
dc.typeMaster Theses
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G2221837Fazeelahmedkhan_SEC.pdf
Size:
24.41 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text.