Adversarial Collaborative Filtering (ACF), which typically applies adversarial perturbations at user and item embeddings through adversarial training, is widely recognized as an effective strategy for enhancing the robustness of Collaborative Filtering (CF) recommender systems against poisoning attacks. Besides, numerous studies have empirically shown that ACF can also improve recommendation performance compared to traditional CF. Despite these empirical successes, the theoretical understanding of ACF's effectiveness in terms of both performance and robustness remains unclear. To bridge this gap, in this paper, we first theoretically show that ACF can achieve a lower recommendation error compared to traditional CF with the same training epochs in both clean and poisoned data contexts. Furthermore, by establishing bounds for reductions in recommendation error during ACF's optimization process, we find that applying personalized magnitudes of perturbation for different users based on their embedding scales can further improve ACF's effectiveness. Building on these theoretical understandings, we propose Personalized Magnitude Adversarial Collaborative Filtering (PamaCF). Extensive experiments demonstrate that PamaCF effectively defends against various types of poisoning attacks while significantly enhancing recommendation performance.


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协同过滤(英语:Collaborative Filtering),简单来说是利用某兴趣相投、拥有共同经验之群体的喜好来推荐用户感兴趣的信息,个人透过合作的机制给予信息相当程度的回应(如评分)并记录下来以达到过滤的目的进而帮助别人筛选信息,回应不一定局限于特别感兴趣的,特别不感兴趣信息的纪录也相当重要。协同过滤又可分为评比(rating)或者群体过滤(social filtering)。其后成为电子商务当中很重要的一环,即根据某顾客以往的购买行为以及从具有相似购买行为的顾客群的购买行为去推荐这个顾客其“可能喜欢的品项”,也就是借由社群的喜好提供个人化的信息、商品等的推荐服务。除了推荐之外,近年来也发展出数学运算让系统自动计算喜好的强弱进而去芜存菁使得过滤的内容更有依据,也许不是百分之百完全准确,但由于加入了强弱的评比让这个概念的应用更为广泛,除了电子商务之外尚有信息检索领域、网络个人影音柜、个人书架等的应用等。
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