Egérdinamika-alapú bot detektálás

Mouse Dynamics-based Bot Detection

Authors

  • KOVÁCS Andrea
  • ANTAL Margit

Keywords:

bot detection, mouse movement, anomaly detector, bot detektálás, egérmozgás, anomália detektor

Abstract

Nowadays bot detection is gaining more and more attention due to the damage caused by bots besides the fact that they perform automated tasks. Although the presence of bots is being examined from more and more aspects to prevent attacks, it is a complex process as state-of-the-art bots are already aimed at mimicking human behavior. In our research, we examine the human-like behavior of bots in terms of different generated mouse movements. Synthetic data sets were generated based on different parameterized versions of Bézier curves, by convolutional autoencoders and also by a generative adversarial network (TimeGAN) specialized in time series. We used our Sapimouse data set, which contains mouse dynamics data for 120 users. Using this data set and the synthetic data sets, we measured the performance of different anomaly detectors. The best performing detector, which proved to be the most successful in distinguishing between generated and real human mouse movements was the Local Outlier Factor (LOF). Regarding the generated data sets, the mouse movements generated by convolutional autoencoder were the most human-like.

Kivonat

A botok detektálását egyre nagyobb figyelem övezi napjainkban, hiszen a botok az automatizált feladatok elvégzésén túl számos kárt okoznak. Habár a támadások kivédése érdekében egyre több aspektusból vizsgálják a botok jelenlétét, ez egy komplex folyamatnak számít, hiszen a legmodernebb botok már az emberi viselkedés utánzását is megcélozzák. Kutatásunkban a botok emberszerű viselkedését vizsgáljuk különböző módszerekkel generált egérmozgások szempontjából. Bézier görbék különbözően paraméterezett változataival, konvolúciós autoenkóderrel, illetve egy idősorokra szakosodott generatív ellenséges hálózat (TimeGAN) segítségével szintetikus adathalmazokat generáltunk.  A mérésekhez a Sapimouse adathalmazt használtuk, amely 120 felhasználó egérdinamikai adatait tartalmazza. Ezt az adathalmazt, illetve a szintetikus adathalmazokat felhasználva mértük különböző anomália detektorok teljesítményét. A legjobban teljesítő detektor, mely a legsikeresebbnek bizonyult a generált és valós emberi egérmozgások elkülönítésében az LOF lett. A generált adathalmazok tekintetében a konvolúciós autoenkóder által generált egérmozgások voltak a legemberszerűbbek.

References

Alejandro Acien, Aythami Morales, Julian Fierrez, Ruben Vera-Rodriguez, BeCAPTCHA-Mouse: Synthetic mouse trajectories and improved bot detection, Pattern Recognition, vol. 127, pp. 108643, 2022.

M. Antal, K. Buza and N. Fejer, "SapiAgent: A Bot Based on Deep Learning to Generate Human-Like Mouse Trajectories," in IEEE Access, vol. 9, pp. 124396-124408, 2021.

Christos Iliou, Theodoros Kostoulas, Theodora Tsikrika, Certh Vasilis Katos, Stefanos Vrochidis, Ioannis Kompatsiaris, Detection of Advanced Web Bots by Combining Web Logs with Mouse Behavioural Biometrics, ACM Journals, vol. 2 (24), pp 1 - 26, 2021.

Chu, Z., Gianvecchio, S., Wang, H. (2018). Bot or Human? A Behavior-Based Online Bot Detection System. In: Samarati, P., Ray, I., Ray, I. (eds) From Database to Cyber Security. Lecture Notes in Computer Science(), vol 11170. Springer, Cham.

Wei, A., Zhao, Y., Cai, Z. (2019). A Deep Learning Approach to Web Bot Detection Using Mouse Behavioral Biometrics. In: Sun, Z., He, R., Feng, J., Shan, S., Guo, Z. (eds) Biometric Recognition. CCBR 2019. Lecture Notes in Computer Science(), vol 11818. Springer, Cham.

M. Antal, N. Fejér and K. Buza, "SapiMouse: Mouse Dynamics-based User Authentication Using Deep Feature Learning," 2021 IEEE 15th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics (SACI), 2021, pp. 61-66.

Yoon Jinsung, Jarret Daniel, van der Schaar Mihaela, Time-series Generative Adversarial Networks, Advances in Neural Information Processing Systems, vol. 32, 2019.

Zhao, Y., Nasrullah, Z. and Li, Z., 2019. PyOD: A Python Toolbox for Scalable Outlier Detection. Journal of machine learning research (JMLR), 20(96), pp.1-7.

Steven Gianvecchio, Zhenyu Wu, Mengjun Xie, and Haining Wang. 2009. Battle of Botcraft: fighting bots in online games with human observational proofs. In Proceedings of the 16th ACM conference on Computer and communications security (CCS '09), 256–268.

https://github.com/stefan-jansen/machine-learning-for-trading/tree/main/21_gans_for_synthetic_time_series (Utolsó letöltés: 2019. 04.10).

Published

2022-10-12