Temporal Aspect Aware Graph Neural Network in Cybersecurity

Žít v dynamickém světě znamená řešit časově závislé úlohy. Avšak moderní nástroje pro strojové učení na grafech jsou především navržené pro statické sítě. Proto se v této závěrečné práci detailně zabývám problematikou strojového učení respektujícího časový aspekt pro grafové úlohy. Výsledkem tohoto teoretického výzkumu je návrh dynamické grafové neuronové sítě se spojitým časem. Zaměřuji se na problém Cisco Cognitive Intelligence maliciousness classification --- úlohu odhalení internetových domén s bezpečnostním rizikem na základě interakcí mezi uživateli a doménami. Ukazuji, že tento problém lze efektivně vyřešit použitím různých přístupů strojového učení, včetně navrženého. Navíc demonstruji, že obecné zákonitostí bezpečnostního rizika domén nevykazují dynamické vlastnosti v uvažovaných datech z reálného světa.Living in a dynamic world means dealing with time-dependent tasks. However, the modern toolbox for machine learning on graphs is mainly designed for static networks. Therefore, in this thesis, I deepen into the problematics of temporal-aware machine learning approaches for graph problems. The outcome of this study is a proposal for the new continuous-time dynamic graph neural network. I focus on the Cisco Cognitive Intelligence maliciousness classification problem --- the task of malicious Internet domain exposure based on user-domain interactions. I demonstrate that this problem can be efficiently solved employing different approaches, including the proposed one. Moreover, I show that general maliciousness patterns do not exhibit dynamic properties in the considered real-world data

Recommender Systems

The ongoing rapid expansion of the Internet greatly increases the necessity of effective recommender systems for filtering the abundant information. Extensive research for recommender systems is conducted by a broad range of communities including social and computer scientists, physicists, and interdisciplinary researchers. Despite substantial theoretical and practical achievements, unification and comparison of different approaches are lacking, which impedes further advances. In this article, we review recent developments in recommender systems and discuss the major challenges. We compare and evaluate available algorithms and examine their roles in the future developments. In addition to algorithms, physical aspects are described to illustrate macroscopic behavior of recommender systems. Potential impacts and future directions are discussed. We emphasize that recommendation has a great scientific depth and combines diverse research fields which makes it of interests for physicists as well as interdisciplinary researchers.Comment: 97 pages, 20 figures (To appear in Physics Reports