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图上的对抗攻击与防御:综述、工具与实证研究

机器学习 2020-12-15 v3 密码学与安全 机器学习

摘要

深度神经网络(DNNs)在各种任务中取得了显著性能。然而,最近的研究表明,DNNs 很容易被输入上的微小扰动所欺骗,称为对抗攻击。作为 DNNs 在图上的扩展,图神经网络(GNNs)已被证明继承了这一脆弱性。攻击者可以通过修改图结构(例如操纵少数边)来误导 GNNs 给出错误预测。这一脆弱性引起了人们对在安全关键应用中采用 GNNs 的巨大担忧,并在近年来吸引了越来越多的研究关注。因此,提供对现有图对抗攻击及对策的全面概述是必要且及时的。在本综述中,我们对现有攻击和防御进行分类,并回顾相应的前沿方法。此外,我们开发了一个包含代表性算法的代码库(https://github.com/DSE-MSU/DeepRobust/tree/master/deeprobust/graph)。该代码库使我们能够进行实证研究,以加深对图上攻击和防御的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.00653,
  title  = {Adversarial Attacks and Defenses on Graphs: A Review, A Tool and Empirical Studies},
  author = {Wei Jin and Yaxin Li and Han Xu and Yiqi Wang and Shuiwang Ji and Charu Aggarwal and Jiliang Tang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.00653},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted by SIGKDD Explorations