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Potent but Stealthy: Rethink Profile Pollution against Sequential Recommendation via Bi-level Constrained Reinforcement Paradigm

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저자

Jiajie Su, Zihan Nan, Yunshan Ma, Xiaobo Xia, Xiaohua Feng, Weiming Liu, Xiang Chen, Xiaolin Zheng, Chaochao Chen

개요

Sequential Recommenders는 사용자 상호 작용 시퀀스를 통해 동적 사용자 의도를 활용하지만, 적대적 공격에 취약하다. 본 논문은 실용성이 부족한 기존 데이터 포이즈닝 공격 대신, 부분적인 사용자 상호 작용을 미묘하게 오염시켜 의도된 오해석을 유도하는 Profile Pollution Attack (PPA)에 초점을 맞춘다. 기존 PPA의 한계점을 해결하기 위해, 본 논문은 adversarial 효과와 은밀성을 균형 있게 유지하기 위해 bi-level 최적화 프레임워크와 multi-reward 강화 학습을 결합한 CREAT (constrained reinforcement driven attack)를 제안한다. Pattern Inversion Rewards를 통해 중요한 패턴을 반전시키고, unbalanced co-optimal transport를 통해 감지 가능한 변화를 최소화하는 Pattern Balanced Rewarding Policy를 개발했다. 또한 dynamic barrier constraints와 group-shared experience replay를 통해 단계별 perturbation을 가능하게 하는 Constrained Group Relative Reinforcement Learning을 사용하여 감지 가능성을 최소화하면서 targeted pollution을 달성한다.

시사점, 한계점

시사점:
Sequential Recommenders에 대한 실용적인 적대적 공격 기법 제시.
PPA의 새로운 접근 방식인 CREAT 개발.
패턴 반전과 분포 일관성을 고려한 Pattern Balanced Rewarding Policy 도입.
Constrained Group Relative Reinforcement Learning을 통한 단계별 perturbation.
효과적인 targeted pollution 달성.
한계점:
CREAT의 일반화 가능성 및 다른 추천 시스템 아키텍처에 대한 적용 가능성 추가 연구 필요.
계산 비용 및 훈련 시간 측면에서의 효율성 분석 필요.
방어 전략과의 상호 작용 및 강건성 평가.
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