引入度中心性选择攻击节点的对抗攻击算法

作     者：钱榕 徐雪飞 刘晓豫 张克君 曾俊铭 吕宗芳 郭竞桧 QIAN Rong;XU Xuefei;LIU Xiaoyu;ZHANG Kejun;ZENG Junming;LYU Zongfang;GUO Jinghui

作者机构：北京电子科技学院网络空间安全系北京100070 西安电子科技大学计算机科学与技术学院西安710071 北京电子科技学院管理系北京100070 

出 版 物：《计算机工程与应用》 (Computer Engineering and Applications)

年 卷 期：2024年第60卷第18期

页      面：285-293页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1004101) 国家自然科学基金青年科学基金(72104013) 中央高校基本科研业务费项目(328202270) 

主　　题：度中心性 目标通用攻击(TUA) 基于度中心性的攻击节点选择策略(DCANSS) 图对抗攻击算法 图神经网络 

摘      要：图卷积网络(GCN)在图神经网络中应用广泛,在处理图结构数据方面发挥着重要作用。然而,最近的研究表明,GCN容易受到中毒攻击等恶意攻击。在针对GCN的所有可能的对抗性攻击中,有一种特殊的方法是针对图卷积网络的目标通用攻击TUA(target universal attack)。该方法在挑选攻击节点时为了简便采用随机选择策略,该策略忽略了节点邻居对节点的重要性,对攻击成功率有负面影响。针对这个问题,提出了一种基于度中心性的攻击节点选择策略的对抗攻击算法(adversarial attack algorithm based on degree centrality attack node selection strategy,DCANSS)。优化挑选攻击节点的方式,引入度中心性,得到攻击节点。注入假节点并与攻击节点连接。挑选辅助节点并应用图卷积网络的消息传递机制,使节点信息扩散,计算扰动并将扰动特征赋予假节点,完成攻击,达到误分类目标。在三个流行的数据集上的实验表明,当仅使用3个攻击节点和2个假节点时,所提出的攻击对图中任意受害节点的平均攻击成功率达到90%。将DCANSS算法与TUA算法以及其他建立的基线算法进行实验对比,进一步验证了DCANSS算法的攻击能力。