An integrated clinical environment (ICE) enables the connection and coordination of the internet of medical things around the care of patients in hospitals. However, ransomware attacks and their spread on hospital infrastructures, including ICE, are rising. Often the adversaries are targeting multiple hospitals with the same ransomware attacks. These attacks are detected by using machine learning algorithms. But the challenge is devising the anti-ransomware learning mechanisms and services under the following conditions: (1) provide immunity to other hospitals if one of them got the attack, (2) hospitals are usually distributed over geographical locations, and (3) direct data sharing is avoided due to privacy concerns. In this regard, this paper presents a federated distributed integrated clinical environment, aka. FedDICE. FedDICE integrates federated learning (FL), which is privacy-preserving learning, to SDN-oriented security architecture to enable collaborative learning, detection, and mitigation of ransomware attacks. We demonstrate the importance of FedDICE in a collaborative environment with up to four hospitals and four popular ransomware families, namely WannaCry, Petya, BadRabbit, and PowerGhost. Our results find that in both IID and non-IID data setups, FedDICE achieves the centralized baseline performance that needs direct data sharing for detection. However, as a trade-off to data privacy, FedDICE observes overhead in the anti-ransomware model training, e.g., 28x for the logistic regression model. Besides, FedDICE utilizes SDN's dynamic network programmability feature to remove the infected devices in ICE.


翻译:综合临床环境(ICE) 能够连接和协调医院病人护理方面的医疗物品的互联网,然而,赎金软件袭击及其在医院基础设施(包括ICE)的传播正在上升。对手往往以同样的赎金软件袭击多家医院。这些袭击是通过机器学习算法检测的。但挑战在于根据以下条件设计了反随机软件学习机制和服务:(1) 如果其中一家医院遭到袭击,则向其他医院提供豁免权;(2) 医院通常分布在各地,(3) 由于隐私问题,直接共享数据。在这方面,本文展示了一个分布的联邦综合临床环境, aka. FedDICE。 FedDICE将联合学习(FL)纳入SDN导向的安全架构,以便能够合作学习、检测和减轻赎金软件袭击。我们展示了FedDICE在一个合作环境中的重要性,即WANCry、Petya、BadRabbbbit和PowerGhost。我们发现,在IMFID和不连续的IMICE 数据交易中,在IMEBS 数据库中,在IMIS 数据库中,在直接数据交易中,在FID-Trading dreal-dealdealdealdeal dealdeal deal dal dal deald数据中, Docuide dreal deald dreald dreald dreald drection中,我们在FD数据库中实现了中实现了数据中实现了数据中, Doutd dreald dreald dreald dreald dreald dreald daded dretamentald dreald dreald dred dreddddd dald dadeddddddddddddddddddddddddddalddddd daldddddd dalddddddddddddddalddddddddaldaldaldalddaldddddddddddddddddddddddddddddddddddddaldalddaldaldaldddddddddaldaldddd

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