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LoReTTA: A Low Resource Framework To Poison Continuous Time Dynamic Graphs

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저자

Himanshu Pal, Venkata Sai Pranav Bachina, Ankit Gangwal, Charu Sharma

개요

Temporal Graph Neural Networks (TGNNs)의 보안 취약점을 공격하는 새로운 adversarial framework인 LoReTTA (Low Resource Two-phase Temporal Attack)를 소개합니다. LoReTTA는 Continuous-Time Dynamic Graphs에서 작동하며, 널리 사용되는 4개의 벤치마크 데이터셋과 4개의 SOTA 모델에 대해 평균 29.47%의 TGNN 성능 저하를 발생시킵니다. LoReTTA는 두 단계로 작동합니다: (1) 16개의 temporal 중요도 지표를 사용하여 고영향 에지를 제거하여 그래프를 희소화하고, (2) LoReTTA의 새로운 차수 보존 negative sampling 알고리즘을 통해 제거된 에지를 adversarial negatives로 전략적으로 대체합니다. 이 플러그 앤 플레이 디자인은 고가의 surrogate 모델이 필요 없도록 하며, 현실적인 unnoticeability 제약 조건을 준수합니다. LoReTTA는 MOOC에서 최대 42.0%, Wikipedia에서 31.5%, UCI에서 28.8%, Enron에서 15.6%의 성능 저하를 보입니다. LoReTTA는 11개의 attack baseline보다 뛰어나며, 4개의 주요 anomaly detection 시스템에 탐지되지 않고, 4개의 SOTA adversarial defense training 방법에 대해 견고함을 보여줍니다.

시사점, 한계점

LoReTTA는 TGNN의 보안 취약성을 공격하는 효과적인 adversarial framework입니다.
LoReTTA는 다양한 데이터셋과 모델에 대해 일관된 성능 저하를 보입니다.
LoReTTA는 기존 공격 방법보다 우수하며, 탐지 및 방어에 대한 내성을 보입니다.
LoReTTA는 플러그 앤 플레이 방식으로, 추가적인 surrogate model이 필요하지 않습니다.
연구는 특정 데이터셋과 모델에 초점을 맞추고 있으며, 다른 종류의 TGNN 또는 데이터에 대한 일반화 가능성은 추가 연구가 필요합니다.
공격의 unnoticeability를 보장하기 위한 제약 조건이 있으며, 실제 환경에서의 적용 가능성은 추가 검토가 필요합니다.
방어 메커니즘을 지속적으로 발전시키는 추세에 따라 LoReTTA의 효과가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화할지 지속적인 평가가 필요합니다.
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