Pairwise ranking systems based on Maximum Likelihood Estimation (MLE), such as the Bradley-Terry model, are widely used to aggregate preferences from pairwise comparisons. However, their robustness under strategic data manipulation remains insufficiently understood. In this paper, we study the vulnerability of MLE-based ranking systems to adversarial perturbations. We formulate the manipulation task as a constrained combinatorial optimization problem and propose an Adaptive Subset Selection Attack (ASSA) to efficiently identify high-impact perturbations. Experimental results on both synthetic data and real-world election datasets show that MLE-based rankings exhibit a sharp phase-transition behavior: beyond a small perturbation budget, a limited number of strategic voters can significantly alter the global ranking. In particular, our method consistently outperforms random and greedy baselines under constrained budgets. These findings reveal a fundamental sensitivity of MLE-based ranking mechanisms to structured perturbations and highlight the need for more robust aggregation methods in collective decision-making systems.


翻译:基于最大似然估计(MLE)的成对排序系统(如Bradley-Terry模型)被广泛用于从成对比较中聚合偏好。然而,其在策略性数据操纵下的鲁棒性尚未得到充分理解。本文研究了基于MLE的排序系统对抗性扰动的脆弱性。我们将操纵任务形式化为一个带约束的组合优化问题,并提出了自适应子集选择攻击(ASSA),以高效识别高影响力扰动。在合成数据集和真实选举数据集上的实验结果表明,基于MLE的排序呈现出尖锐的相变行为:在超出微小扰动预算后,有限数量的策略性投票者即可显著改变全局排名。特别是在受限预算下,我们的方法持续优于随机和贪心基线方法。这些发现揭示了基于MLE的排序机制对结构化扰动的基础敏感性,并凸显了集体决策系统中更鲁棒聚合方法的迫切需求。

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