基于图神经网络的兴趣点推荐的隐私保护框架

摘要：

传统的基于图神经网络的兴趣点模型的研究是通过简单的注意力机制进行权重定义,或仅仅将多种因素简单进行线性组合,缺乏从多角度考虑用户和兴趣点自身的语义信息和交互信息.此外,现有的图神经网络推荐依赖于图结构信息的集中式存储和训练,存在隐私泄露风险.为了解决上述问题,提出基于图神经网络的兴趣点推荐的隐私保护框架(privacy of POI recommendations for graph neural networks,PPGNN).首先,通过引入多特征模式和注意力机制对图结构进行强化,构建强化用户社交关系图模型;其次,通过多场景角度提出兴趣点邻居结点采样算法以及重新设计卷积聚合机制,对异质图使用语义级别注意力机制进行聚合;最后,提出了可变动态梯度的客户端差分隐私算法,达到边优化边反馈的效果.通过在Yelp和Gowalla不同的数据集上进行大量实验,证明该方案具有有效性,弥补了图神经网络推荐因隐私威胁带来的局限性,优于集中式图神经网络推荐方法,同时也优于传统兴趣点推荐方法,并且PPGNN可以更好地克服推荐中的数据稀疏和冷启动问题.

关键词：隐私保护、兴趣点推荐、图神经网络、联邦学习、差分隐私

所属期刊栏目：23

分类号：TP309(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;辽宁省应用基础研究计划项目

在线出版日期：2023-07-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：7407-7419