融合语义、结构及类型的网络安全知识图谱补全模型
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新疆维吾尔自治区自然科学基金 (2023D01A46); 国家重点研发计划 (E1182101); 2025年教育网络安全专项研究课题 (CAETCS25006)


Network Security Knowledge Graph Completion Model Integrating Semantics, Structure, and Type
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    摘要:

    针对安全知识库构建的网络安全知识图谱存在完整性不足、信息利用不充分的问题, 本文提出一种融合语义信息、结构信息及类型信息的补全模型SynerKGC, 用于改善网络安全知识图谱补全任务的性能. 使用TransE建模三元组结构特征, 图卷积网络提取融合实体类型信息的拓扑结构特征, 通过门控机制融合两类结构信息, 增强类型相关的结构表达. 此外, 使用SecBERT提取实体和关系描述的语义向量, 作为其语义表示, 再将其构造成三元组序列表示, 输入有Adapter模块的SecBERT提取上下文语义特征, 然后与结构特征拼接融合. 最后, 引入InfoNCE对齐语义与结构表示, 增强实体的综合特征表示. 在自建网络安全数据集与通用数据集WN18RR上的实验结果表明, SynerKGC在链接预测任务中表现优异, 优于当前多数对比模型.

    Abstract:

    Network security knowledge graphs constructed from cybersecurity knowledge often suffer from incompleteness and insufficient utilization of available information. To address these issues, this study proposes SynerKGC, a knowledge graph completion model that integrates semantic, structural, and type information to improve the performance of cybersecurity knowledge graph completion tasks. Specifically, TransE is employed to model the structural features of triples, while a graph convolutional network (GCN) is used to capture topological features by incorporating entity type information. A gating mechanism is then applied to fuse these structural features, thereby enhancing type-aware structural representations. In addition, SecBERT is used to extract semantic vectors from entity and relation descriptions as semantic representations, which are further organized into triple sequence representations and fed into SecBERT with Adapters to capture contextual semantic features. The extracted semantic features are subsequently concatenated and fused with structural representations. Furthermore, InfoNCE is introduced to align semantic and structural representations, strengthening the overall representation of entities. Experimental results on both a self-constructed cybersecurity dataset and the general benchmark dataset WN18RR demonstrate that SynerKGC achieves superior performance on the link prediction task, outperforming most existing baseline models.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

宋静静,年梅,张俊.融合语义、结构及类型的网络安全知识图谱补全模型.计算机系统应用,2026,35(5):116-127

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  • 收稿日期:2025-09-25
  • 最后修改日期:2025-10-28
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  • 在线发布日期: 2026-03-27
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