Graph neural networks (GNNs) are increasingly often employed in high-stakes applications, such as fraud detection or healthcare, but are susceptible to adversarial attacks. A number of techniques have been proposed to provide adversarial robustness guarantees, but support for commonly used aggregation functions in message-passing GNNs is lacking. In this paper, we develop an exact (sound and complete) verification method for GNNs to compute guarantees against attribute and structural perturbations that involve edge addition or deletion, subject to budget constraints. Our method employs constraint solving with bound tightening, and iteratively solves a sequence of relaxed constraint satisfaction problems while relying on incremental solving capabilities of solvers to improve efficiency. We implement GNNev, a versatile exact verifier for message-passing neural networks, which supports three aggregation functions -- sum, max and mean -- with the latter two considered here for the first time. Extensive experimental evaluation of GNNev on real-world fraud datasets (Amazon and Yelp) and biochemical datasets (MUTAG and ENZYMES) demonstrates its usability and effectiveness, as well as superior performance on node classification and competitiveness on graph classification compared to existing exact verification tools on sum-aggregated GNNs.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【图神经网络导论】Intro to Graph Neural Networks,176页ppt
专知会员服务
129+阅读 · 2021年6月4日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
156+阅读 · 2020年5月26日
【图神经网络(GNN)结构化数据分析】
专知会员服务
117+阅读 · 2020年3月22日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
专知会员服务
112+阅读 · 2019年11月25日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
图神经网络(GNN)必读论文及最新进展跟踪
深度学习与NLP
28+阅读 · 2019年6月7日
掌握图神经网络GNN基本,看这篇文章就够了
新智元
164+阅读 · 2019年2月14日
图神经网络综述:模型与应用
PaperWeekly
198+阅读 · 2018年12月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年11月1日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
图神经网络(GNN)必读论文及最新进展跟踪
深度学习与NLP
28+阅读 · 2019年6月7日
掌握图神经网络GNN基本,看这篇文章就够了
新智元
164+阅读 · 2019年2月14日
图神经网络综述:模型与应用
PaperWeekly
198+阅读 · 2018年12月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员