On the consistency of GNN explanations for malware detection
Notice bibliographique
Résumé
Control Flow Graphs (CFGs) are critical for analyzing program execution and characterizing malware behavior. With the growing adoption of Graph Neural Networks (GNNs), CFG-based representations have proven highly effective for malware detection. This study proposes a novel framework that dynamically constructs CFGs and embeds node features using a hybrid approach combining rule-based encoding and autoencoder-based embedding. A GNN-based classifier is then constructed to detect malicious behavior from the resulting graph representations. To improve model interpretability, we apply state-of-the-art explainability techniques, including GNNExplainer, PGExplainer, and CaptumExplainer, the latter is utilized three attribution methods: Integrated Gradients, Guided Backpropagation, and Saliency. In addition, we introduce a novel aggregation method, called RankFusion, that integrates the outputs of the top-performing explainers to enhance the explanation quality. We also evaluate explanations using two subgraph extraction strategies, including the proposed Greedy Edge-wise Composition (GEC) method for improved structural coherence. A comprehensive evaluation using accuracy, fidelity, and consistency metrics demonstrates the effectiveness of the proposed framework in terms of accurate identification of malware samples and generating reliable and interpretable explanations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,027 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».