• 제목/요약/키워드: GCN

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GCNXSS: An Attack Detection Approach for Cross-Site Scripting Based on Graph Convolutional Networks

  • Pan, Hongyu;Fang, Yong;Huang, Cheng;Guo, Wenbo;Wan, Xuelin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권12호
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    • pp.4008-4023
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    • 2022
  • Since machine learning was introduced into cross-site scripting (XSS) attack detection, many researchers have conducted related studies and achieved significant results, such as saving time and labor costs by not maintaining a rule database, which is required by traditional XSS attack detection methods. However, this topic came across some problems, such as poor generalization ability, significant false negative rate (FNR) and false positive rate (FPR). Moreover, the automatic clustering property of graph convolutional networks (GCN) has attracted the attention of researchers. In the field of natural language process (NLP), the results of graph embedding based on GCN are automatically clustered in space without any training, which means that text data can be classified just by the embedding process based on GCN. Previously, other methods required training with the help of labeled data after embedding to complete data classification. With the help of the GCN auto-clustering feature and labeled data, this research proposes an approach to detect XSS attacks (called GCNXSS) to mine the dependencies between the units that constitute an XSS payload. First, GCNXSS transforms a URL into a word homogeneous graph based on word co-occurrence relationships. Then, GCNXSS inputs the graph into the GCN model for graph embedding and gets the classification results. Experimental results show that GCNXSS achieved successful results with accuracy, precision, recall, F1-score, FNR, FPR, and predicted time scores of 99.97%, 99.75%, 99.97%, 99.86%, 0.03%, 0.03%, and 0.0461ms. Compared with existing methods, GCNXSS has a lower FNR and FPR with stronger generalization ability.

행동인식을 위한 다중 영역 기반 방사형 GCN 알고리즘 (Multi-Region based Radial GCN algorithm for Human action Recognition)

  • 장한별;이칠우
    • 스마트미디어저널
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    • 제11권1호
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    • pp.46-57
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    • 2022
  • 본 논문에서는 딥러닝을 기반으로 입력영상의 옵티컬 플로우(optical flow)와 그래디언트(gradient)를 이용하여 종단간 행동인식이 가능한 다중영역 기반 방사성 GCN(MRGCN: Multi-region based Radial Graph Convolutional Network) 알고리즘에 대해 기술한다. 이 방법은 데이터 취득이 어렵고 계산이 복잡한 스켈레톤 정보를 사용하지 않기 때문에 카메라만을 주로 사용하는 일반 CCTV 환경에도 활용이 가능하다. MRGCN의 특징은 입력영상의 옵티컬플로우와 그래디언트를 방향성 히스토그램으로 표현한 후 계산량 축소를 위해 6개의 특징 벡터로 변환하여 사용한다는 것과 시공간 영역에서 인체의 움직임과 형상변화를 계층적으로 전파시키기 위해 새롭게 고안한 방사형 구조의 네트워크 모델을 사용한다는 것이다. 또 데이터 입력 영역을 서로 겹치도록 배치하여 각 노드 간에 공간적으로 단절이 없는 정보를 입력으로 사용한 것도 중요한 특징이다. 30가지의 행동에 대해 성능평가 실험을 수행한 결과 스켈레톤 데이터를 입력으로 사용한 기존의 GCN기반 행동인식과 동등한 84.78%의 Top-1 정확도를 얻을 수 있었다. 이 결과로부터 취득이 어려운 스켈레톤 정보를 사용하지 않는 MRGCN이 복잡한 행동인식이 필요한 실제 상황에서 더욱 실용적인 방법임을 알 수 있었다.

TeGCN:씬파일러 신용평가를 위한 트랜스포머 임베딩 기반 그래프 신경망 구조 개발 (TeGCN:Transformer-embedded Graph Neural Network for Thin-filer default prediction)

  • 김성수;배준호;이주현;정희주;김희웅
    • 지능정보연구
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    • 제29권3호
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    • pp.419-437
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    • 2023
  • 국내 씬파일러(Thin Filer)의 수가 1200만명을 넘어서며, 금융 업계에서 씬파일러의 신용을 정확히 평가하여 우량고객을 선별해 대출을 공급하는 시도가 많아지고 있다. 특히, 차주의 신용정보에 존재하는 비선형성을 반영하여 채무불이행을 예측하기 위해서 다양한 머신러닝 알고리즘을 활용한 연구가 진행되고 있다. 그 중 그래프 신경망 구조(Graph Neural Network)는 일반적인 신용정보 외에 대출자 간의 네트워크 정보를 반영할 수 있다는 점에서 데이터가 부족한 씬파일러의 채무 불이행 예측에서 주목할 만하다. 그러나, 그래프 신경망을 활용한 기존의 연구들은 신용정보에 존재하는 다양한 범주형 변수를 적절히 처리하지 못했다는 한계가 있었다. 이에 본 연구는 범주형 변수의 맥락적 정보를 추출할 수 있는 트랜스포머 메커니즘(Transformer mechanism)과 대출자 간 네트워크 정보를 반영할 수 있는 그래프 합성곱 신경망(Graph Convolutional Network)를 결합하여 효과적으로 씬파일러의 채무 불이행 예측이 가능한 TeGCN (Transformer embedded Graph Convolutional Network)를 제안한다. TeGCN는 일반 대출자 데이터셋과 씬파일러 데이터셋에 대하여 모두 베이스 라인 모델 대비 높은 성능을 보였으며, 특히 씬파일러 채무 불이행 예측에 우수한 성능을 달성했다. 본 연구는 범주형 변수가 많은 신용정보와 데이터가 부족한 씬파일러의 특성에 적합한 모델 구조를 결합하여 높은 채무 불이행 예측 성능을 달성했다는 시사점이 있다. 이는 씬파일러의 금융소외문제를 해결하고 금융업계에서 씬파일러를 대상으로 추가적인 수익을 창출하는데 기여할 수 있을 것이다.

의미적 유사성과 그래프 컨볼루션 네트워크 기법을 활용한 엔티티 매칭 방법 (Entity Matching Method Using Semantic Similarity and Graph Convolutional Network Techniques)

  • 단홍조우;이용주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.801-808
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    • 2022
  • 대규모 링크드 데이터에 어떻게 지식을 임베딩하고, 엔티티 매칭을 위해 어떻게 신경망 모델을 적용할 것인가에 대한 연구는 상대적으로 많이 부족한 상황이다. 이에 대한 가장 근본적인 문제는 서로 다른 레이블이 어휘 이질성을 초래한다는 것이다. 본 논문에서는 이러한 어휘 이질성 문제를 해결하기 위해 재정렬 구조를 결합한 확장된 GCN(Graph Convolutional Network) 모델을 제안한다. 제안된 모델은 기존 임베디드 기반 MTransE 및 BootEA 모델과 비교하여 각각 53% 및 40% 성능이 향상되었으며, GCN 기반 RDGCN 모델과 비교하여 성능이 5.1% 향상되었다.

A Proposal of Shuffle Graph Convolutional Network for Skeleton-based Action Recognition

  • Jang, Sungjun;Bae, Han Byeol;Lee, HeanSung;Lee, Sangyoun
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.314-322
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    • 2021
  • Skeleton-based action recognition has attracted considerable attention in human action recognition. Recent methods for skeleton-based action recognition employ spatiotemporal graph convolutional networks (GCNs) and have remarkable performance. However, most of them have heavy computational complexity for robust action recognition. To solve this problem, we propose a shuffle graph convolutional network (SGCN) which is a lightweight graph convolutional network using pointwise group convolution rather than pointwise convolution to reduce computational cost. Our SGCN is composed of spatial and temporal GCN. The spatial shuffle GCN contains pointwise group convolution and part shuffle module which enhances local and global information between correlated joints. In addition, the temporal shuffle GCN contains depthwise convolution to maintain a large receptive field. Our model achieves comparable performance with lowest computational cost and exceeds the performance of baseline at 0.3% and 1.2% on NTU RGB+D and NTU RGB+D 120 datasets, respectively.

사전학습 언어모델과 GCN을 이용한 한국어 관계 추출 (Korean Relation Extraction Using Pre-Trained Language Model and GCN)

  • 이제승;김재훈
    • 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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    • 한국정보과학회언어공학연구회 2022년도 제34회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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    • pp.379-384
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    • 2022
  • 관계 추출은 두 개체 간의 관계를 식별하는 작업이며, 비정형 텍스트를 구조화시키는 역할을 하는 작업 중 하나이다. 현재 관계 추출에서 다양한 모델에 대한 연구들이 진행되고 있지만, 한국어 관계 추출 모델에 대한 연구는 영어에 비해 부족하다. 따라서 본 논문에서는 NE(Named Entity)태그 정보가 반영된 TEM(Typed Entity Marker)과 의존 구문 그래프를 이용한 한국어 관계 추출 모델을 제안한다. 모델의 학습과 평가 말뭉치는 KLUE에서 제공하는 관계 추출 학습 말뭉치를 사용하였다. 실험 결과 제안 모델이 68.57%의 F1 점수로 실험 모델 중 가장 높은 성능을 보여 NE태그와 구문 정보가 관계 추출 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

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Next Location Prediction with a Graph Convolutional Network Based on a Seq2seq Framework

  • Chen, Jianwei;Li, Jianbo;Ahmed, Manzoor;Pang, Junjie;Lu, Minchao;Sun, Xiufang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권5호
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    • pp.1909-1928
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    • 2020
  • Predicting human mobility has always been an important task in Location-based Social Network. Previous efforts fail to capture spatial dependence effectively, mainly reflected in weakening the location topology information. In this paper, we propose a neural network-based method which can capture spatial-temporal dependence to predict the next location of a person. Specifically, we involve a graph convolutional network (GCN) based on a seq2seq framework to capture the location topology information and temporal dependence, respectively. The encoder of the seq2seq framework first generates the hidden state and cell state of the historical trajectories. The GCN is then used to generate graph embeddings of the location topology graph. Finally, we predict future trajectories by aggregated temporal dependence and graph embeddings in the decoder. For evaluation, we leverage two real-world datasets, Foursquare and Gowalla. The experimental results demonstrate that our model has a better performance than the compared models.

I-QANet: 그래프 컨볼루션 네트워크를 활용한 향상된 기계독해 (I-QANet: Improved Machine Reading Comprehension using Graph Convolutional Networks)

  • 김정훈;김준영;박준;박성욱;정세훈;심춘보
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1643-1652
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    • 2022
  • Most of the existing machine reading research has used Recurrent Neural Network (RNN) and Convolutional Neural Network (CNN) algorithms as networks. Among them, RNN was slow in training, and Question Answering Network (QANet) was announced to improve training speed. QANet is a model composed of CNN and self-attention. CNN extracts semantic and syntactic information well from the local corpus, but there is a limit to extracting the corresponding information from the global corpus. Graph Convolutional Networks (GCN) extracts semantic and syntactic information relatively well from the global corpus. In this paper, to take advantage of this strength of GCN, we propose I-QANet, which changed the CNN of QANet to GCN. The proposed model performed 1.2 times faster than the baseline in the Stanford Question Answering Dataset (SQuAD) dataset and showed 0.2% higher performance in Exact Match (EM) and 0.7% higher in F1. Furthermore, in the Korean Question Answering Dataset (KorQuAD) dataset consisting only of Korean, the learning time was 1.1 times faster than the baseline, and the EM and F1 performance were also 0.9% and 0.7% higher, respectively.

GCN 과 자카드 유사도를 활용한 악성코드 탐지 기법 연구 (A Study for Detecting Malware Using GCN)

  • 박양훈;김봉현;최선오
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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    • pp.213-216
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    • 2021
  • 기술이 발전함에 따라 악성코드 또한 함께 발전하여 보안 위협이 증가되고 있다. 특히 PowerShell 과 같은 스크립트 언어를 사용하여 포렌식이 어려운 Fileless 악성코드가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 본 논문에서 PowerShell 데이터셋을 활용하여 기존 패턴은 탐지할 수 없는 한계점을 가진 시그니처 또는 휴리스틱 기반 탐지 기법을 보완하여 기존의 악성코드들을 학습 및 새로운 악성코드를 추측하는 것이 가능한 심층 학습 기술, Graph Convolutional Networks 과 자카드 유사도를 활용하여 기존의 방식에 비해 더 효율적으로 탐지를 이루어 내는지를 판단해보려한다.

그래프 신경망에 대한 그래디언트 부스팅 기법 (A Gradient Boosting Method for Graph Neural Networks)

  • 장은조;이기용
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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    • pp.574-576
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    • 2022
  • 최근 여러 분야에서 그래프 신경망(graph neural network, GNN)이 활발히 연구되고 있다. 하지만 지금까지 대부분의 GNN 연구는 단일 GNN 모델의 성능을 향상하는 데 집중되었다. 본 논문에서는 앙상블(ensemble) 기법의 대표적 기법인 그래디언트 부스팅(gradient boosting)을 이용하여 GNN의 앙상블 모델을 만드는 방법을 제안한다. 제안 방법은 앞서 만들어진 GNN의 오차를 경사 하강법(gradient descent)을 이용하여 감소시키는 방향으로 다음 GNN을 생성한다. 이 과정을 반복하여 GNN의 최종 앙상블 모델을 얻는다. 실험에서 GNN의 대표적인 모델인 그래프 합성곱 신경망(graph convolutional network, GCN)에 제안 방법을 적용하여 앙상블 모델을 생성한 결과, 단일 GCN 모델에 비해 노드 분류 정확도가 11.3%p까지 증가하였음을 확인하였다.