Graph Neural Networks (GNNs) serve as the backbone for high-stakes applications in Machine-Learning-as-a-Service (MLaaS). Still, their black-box deployment exposes them to Model Extraction (ME) attacks, in which adversaries steal intellectual property by querying APIs. Existing defenses suffer from a critical ''Euclidean bias'': they transfer image-based strategies (e.g., random noise) to graphs, ignoring the complex topological dependencies between nodes, which often results in severe utility degradation. Passive methods like watermarking also fail to prevent theft in real time. To bridge this gap, we propose GraphRP (Graph Reprogramming Protection), a proactive defense framework that repurposes Model Reprogramming for security. Unlike static perturbations, GraphRP introduces a Structure-Aware Gating Mechanism driven by learnable topological prototypes. This creates a dynamic ''structural firewall'' that selectively modulates the model's decision boundary: it preserves fidelity for benign queries residing on the training manifold, while maximizing the Fisher Information along the perturbation direction for adversarial queries. Under standard assumptions (bounded loss, optimal attacker, and local second-order approximation), we prove a lower bound on the attacker's estimation error that increases with the structural sensitivity of the reprogramming noise. Extensive experiments on both hard-label and soft-label ME attacks demonstrate that GraphRP significantly degrades attack effectiveness while preserving benign utility.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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