As the demand for user privacy grows, controlled data removal (machine unlearning) is becoming an important feature of machine learning models for data-sensitive Web applications such as social networks and recommender systems. Nevertheless, at this point it is still largely unknown how to perform efficient machine unlearning of graph neural networks (GNNs); this is especially the case when the number of training samples is small, in which case unlearning can seriously compromise the performance of the model. To address this issue, we initiate the study of unlearning the Graph Scattering Transform (GST), a mathematical framework that is efficient, provably stable under feature or graph topology perturbations, and offers graph classification performance comparable to that of GNNs. Our main contribution is the first known nonlinear approximate graph unlearning method based on GSTs. Our second contribution is a theoretical analysis of the computational complexity of the proposed unlearning mechanism, which is hard to replicate for deep neural networks. Our third contribution are extensive simulation results which show that, compared to complete retraining of GNNs after each removal request, the new GST-based approach offers, on average, a $10.38$x speed-up and leads to a $2.6$% increase in test accuracy during unlearning of $90$ out of $100$ training graphs from the IMDB dataset ($10$% training ratio).
翻译:随着对用户隐私需求的增加,控制下的数据去除(机械不学习)正在成为数据敏感网络应用,如社交网络和推荐系统等数据敏感网络应用的机器学习模型的一个重要特征,然而,目前仍然基本上不知道如何对图形神经网络(GNNS)实施高效的机器不学习图形神经网络(GNNS);特别是当培训样本数量少时,特别是当培训样本数量少时,不学习案例会严重损害模型的性能。为了解决这一问题,我们开始研究不学习图表散射变换(GST),这是一个数学框架,在功能或图表表层扰动下是高效的,可明显稳定,并提供与GNNIS类似的图表分类性能。我们的主要贡献是第一个已知的基于GST的非线性图图离学习方法。我们的第二个贡献是对拟议未学习机制的计算复杂性进行理论分析,而这一机制很难复制到深层神经网络。我们的第三项贡献是广泛的模拟结果,表明与每次清除请求后对GST GNNNNS进行全面再培训相比,新的GST方法提供了平均10.38美元,即从100美元为美元,而以100美元为美元的标准培训速度显示,以100美元为美元为美元,以美元为美元,以美元为美元为美元,以美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元,以美元为美元为美元,以美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元,以美元为美元为美元为美元为美元为美元,以美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元,以美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元为美元