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专利号: 2022111843867
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:步骤1,预训练图神经网络模型,对训练数据进行神经元测试并统计,获得与节点标签相关的关键神经通路;

步骤2,固定步骤1预训练好的图卷积网络模型的参数,在图邻接矩阵上添加掩码矩阵M,利用梯度下降算法对掩码矩阵M进行训练,获得最终的掩码矩阵Mfinal,并根据预设的阈值δ,从最终的掩码矩阵Mfinal选择Q条连边作为骨干图Ab;

L

步骤3,基于步骤1预训练好的图卷积网络模型,获得节点第L层隐藏表示P ,将隐藏表示解码为近似邻接矩阵A',基于步骤1得到的关键神经通路构建损失函数,基于近似邻接矩阵A'和损失函数计算连边梯度矩阵,从连边梯度矩阵中选取梯度值最大的前Q条连边作为非骨干图An;

步骤4,使用步骤1预训练好的的图神经网络模型分别对步骤2得到的骨干图和步骤3得到的非骨干图进行节点嵌入的提取;

步骤5,调节权重,对将步骤4获得的骨干图和非骨干图对应的节点嵌入进行加权组合,得到具有隐私鲁棒性的节点嵌入。

2.根据权利要求1所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述图神经网络模型为图卷积网络模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述步骤1具体为:与节点t相关的最后一层的关键神经元定义为:

L

其中, 为节点t在第L层图卷积网络模型中的神经元输出; 表示取 中的第k个神l经元,对于第l层的神经元输出Z表达为:

其中,A为输入图的邻接矩阵,IN为对角矩阵,N表示图中的节点数; 为A+IN的度矩阵,l l‑1P为第l层的隐藏表示/节点嵌入,W 为第l‑1层的模型权重矩阵;

第l层神经元可定义为:

L l‑1 1

通过公式(1)和公式(3)获得神经通路Pt=[k ,k ,...,k];将训练数据根据标签进行神经元测试,并统计相同标签节点集合中具有激活相同的神经通路的节点数,选取节点数最多的神经通路作为与标签相关的关键神经通路 其中C为图中节点的类别数量。

4.根据权利要求2所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述步骤2具体为:首先固定步骤1预训练好的图神经网络模型的参数,在图邻接矩阵上添加可训练的掩码矩阵M,则掩码矩阵M的训练目标为:*

其中,MI(·)表示互信息, 为参数θ固定的预训练的图卷积网络模型,AS和XS分别为节点t的r阶子图的邻接矩阵和其对应的特征矩阵,Y为模型的预测结果,⊙表示逐元素相乘,H(·)为信息熵;mse(·)表示均方误差函数, 为输入的邻接矩阵分别为AS,AS⊙M时图卷积网络模型第l层神经元输出;

利用梯度下降算法训练掩码矩阵M,训练后获得最终的掩码矩阵Mfinal,并根据预设的阈值δ,从Mfinal选择Q条连边作为骨干图Ab,公式如下:

5.根据权利要求2所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述步骤3具体为:L

将原图(A,X)输入到预训练的图卷积网络模型中,获得节点第L层隐藏表示P ,其中A为输入图的邻接矩阵,X为输入节点特征;首先将其解码为近似邻接矩阵A':L L T

A'=sigmoid(P·(P))                   (7)T

其中(·) 为转置操作。

然后将步骤1获得的关键神经通路Pc按照模型的层数构建神经元标签向量l其中,K的第 维为1,其余为0;进一步构建损失函数如下:其中,C为图中节点的类别数量,Ync表示第n个节点在第c类的真实标签,Y′nc表示图神经网络模型对第n个节点在第c类的预测输出值,|Fl|,l∈[1,...,L]为模型第l层神经元的数量;

计算连边梯度矩阵,公式如下:

然后选取梯度值最大的前Q条连边作为非骨干图An,其中Q为步骤2中获得的骨干图中的连边数量。

6.根据权利要求2所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述步骤4具体为:使用步骤1预训练好的的图神经网络模型分别对步骤2得到的骨干图Ab和步骤3得到的非骨干图An进行节点嵌入的提取,公式如下:*

其中, 为参数θ固定的预训练的图卷积网络模型,X为输入节点特征。

7.根据权利要求2所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,所述步骤5中,对将步骤4获得的骨干图和非骨干图对应的节点嵌入Pb和Pn进行加权组合,得到具有隐私鲁棒性的节点嵌入Probust的计算公式如下:Probust=(1‑η)Pb+ηPn                    (11)其中η为权重因子。

8.根据权利要求7所述的一种基于神经通路的用户隐私保护方法,其特征在于,权重因子η越大,具有隐私鲁棒性的节点嵌入的隐私保护能力越强。

9.一种电子设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器与所述处理器耦接;

其中,所述存储器用于存储程序数据,所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述权利要求1‑8任一项所述的基于神经通路的用户隐私保护方法。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1‑8中任一所述的基于神经通路的用户隐私保护方法。