🎓 Research R2-D2

R2-D2

ColoR-inspired Convolutional NeuRal Network (CNN)-based AndroiD Malware Detection

IEEE Big Data 2018 Cybersecurity Deep Learning Color Visualization

研究摘要 Abstract

R2-D2 是一套創新的 Android 惡意程式偵測框架,其核心概念是將 APK 的 classes.dex 位元組碼轉換為 RGB 色彩圖像,再透過卷積神經網路 (CNN) 進行自動化特徵萃取與分類。此方法完全無需人工定義特徵,實現端對端訓練,大幅降低安全分析師的負擔。

同屬「彩色視覺化」系列方法的 R2-D2,後來亦延伸應用於 以太坊智能合約漏洞偵測勒索軟體家族識別,驗證了「將程式碼視覺化再以電腦視覺分析」的通用性。

技術方法 Methodology

五步驟端對端管道,將 Android APK 轉化為可供 CNN 識別的彩色圖像:

📦
Android APK
輸入應用程式
🔍
classes.dex
萃取位元組碼
🎨
RGB 色碼
位元組→色彩
🖼️
固定尺寸圖像
統一大小
🤖
CNN 分類
自動特徵萃取

核心洞見:同一惡意程式家族的成員,轉換為圖像後呈現出相似的視覺紋理模式——即使非專業人士也能用肉眼識別。

數據規模 Dataset & Scale

資料集由 Leopard Mobile Inc.(獵豹移動)提供,涵蓋 2017 年 1 月至 8 月的真實世界數據:

2M+
總樣本數
良性 + 惡意應用
800K+
惡意樣本
用於訓練
800K+
良性樣本
用於訓練
10K
每日新增惡意樣本
後端即時偵測

Leopard Mobile 後端服務擁有 6,000 萬月活躍用戶,R2-D2 在此規模下驗證了其工業級可行性。

學術發表 Publications

★ 主論文 | IEEE Big Data 2018
延伸應用 | arXiv 2018 Hunting the Ethereum Smart Contract
TonTon H.-D. Huang, "Hunting the Ethereum Smart Contract: Color-inspired Inspection of Potential Attacks", arXiv preprint, arXiv:1807.01868, 2018.

發表於 DEF CON 26 AI Village,Las Vegas,Aug 2018

歷年演講 Presentations

DEF CON 26

AI Village — Hunting the Ethereum Smart Contract: Color-inspired Inspection of Potential Attacks

Las Vegas, NV, USA  |  Aug 9–12, 2018

將「彩色視覺化」技術延伸至以太坊 Solidity 位元組碼,透過 CNN 自動識別潛在合約攻擊模式,無需人工定義漏洞特徵。

arXiv PDF
RuxCon 2017

Look! Ransomware is there: Large Scale Ransomware Detection with Naked Eye

Melbourne, Australia  |  Oct 21–22, 2017

示範 R2-D2 如何將勒索軟體編碼為「勒索軟體圖像」,同一家族成員在視覺上高度相似,即使非專業人員也可一眼辨識。背景:WannaCrypt 與 Petya 造成重大危害,Android 勒索軟體威脅持續增長。

簡報 PDF
OWASP 2017

R2-D2: Color-inspired CNN-based Android Malware Detections

OWASP AppSec USA 2017, Orlando, Florida  |  Sep 19–22, 2017

簡報 PDF

專利 Patent

🏛️

基於卷積神經網絡的安卓智能手機惡意軟件識別方法

CNN-based Android Smartphone Malware Identification Method

CN107665307A 公告日:2018-02-06
Google Patents

媒體報導 Media Coverage

📺

BBC

"Taiwan's front-line battle against mobile phone fraud" — 引用 TonTon Huang 就詐騙電話回撥攻擊策略所提出的分析。

💚

NVIDIA Developer Blog

"AI Improves the Frequency and Quality of Mobile App Notifications" — 深度報導 R2-D2 及相關研究的 GPU 加速實踐。

引用格式 Citation

TonTon H.-D. Huang and Hung-Yu Kao, "R2-D2: Color-inspired Convolutional Neural Network (CNN)-based Android Malware Detections," IEEE International Conference on Big Data 2018 (IEEE Big Data), Seattle, WA, USA, Dec 10–13, 2018.

@inproceedings{r2d2ieeebd2018,
  title={R2-D2: Color-inspired Convolutional Neural Network (CNN)-based Android Malware Detections},
  author={Huang, TonTon Hsien-De and Kao, Hung-Yu},
  booktitle={2018 IEEE International Conference on Big Data (Big Data)},
  year={2018},
  pages={--},
  organization={IEEE}
}