[論文レビュー] Network-based Anomaly Detection for Insider Trading

Adarsh Kulkarni, Priya Mani+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 19, 2017

Crime, Illicit Activities, and Governance参考文献 6被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、SEC EDGAR提出書類から導出されたグラフおよびハイパーグラフ構造を用いて、内部者取引行動をモデル化することで、潜在的な内部者取引を特定するネットワークベースの異常検出フレームワークを提案する。LCSに基づくエゴネットワークおよび複数者間取引関係を捉えるハイパーグラフを構築することで、一貫して高い利益を上げる内部者、特にクライク間のハブとして機能する者を同定し、正規化利益指標の時系列解析を通じて、著しく異常な行動の兆候を示している。

ABSTRACT

Insider trading is one of the numerous white collar crimes that can contribute to the instability of the economy. Traditionally, the detection of illegal insider trades has been a human-driven process. In this paper, we collect the insider tradings made available by the US Securities and Exchange Commissions (SEC) through the EDGAR system, with the aim of initiating an automated large-scale and data-driven approach to the problem of identifying illegal insider tradings. The goal of the study is the identification of interesting patterns, which can be indicators of potential anomalies. We use the collected data to construct networks that capture the relationship between trading behaviors of insiders. We explore different ways of building networks from insider trading data, and argue for a need of a structure that is capable of capturing higher order relationships among traders. Our results suggest the discovery of interesting patterns.

研究の動機と目的

• 人的な監視に頼らない自動化された違法内部者取引の検出を実現すること。
• ネットワークおよびハイパーグラフ構造を用いて、内部者間の複雑な、高次元の関係をモデル化すること。
• 違法内部者取引を示唆する可能性のある異常な取引パターンを同定すること。
• 同定された取引者の取引の利益性を、異常検出の代理指標として評価すること。
• 隠れた取引行動パターンを解明するためのデータ駆動的でスケーラブルなアプローチの開発

提案手法

• 類似した取引シーケンスを持つ内部者を同定するため、最長共通部分列（LCS）を用いたエゴネットワークを構築した。
• 共通の取引シーケンスを持つ内部者間の複数者間相互作用をモデル化するため、ハイパーグラフを構築した。
• 取引ごとの利益／損失を数量化する指標として、市場時価総額で正規化した符号付きドル金額を用いた。
• 正規化利益値の時系列解析を適用し、取引全体にわたる一貫した利益性を検出した。
• 複数のハイパーエッジの交差点に位置するハブ的内部者を、潜在的な異常と特定した。
• 正常と異常なハイパーエッジ分布の生成的モデリングに、変分EMを検討した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハイパーグラフのような高次元のネットワーク構造は、従来のグラフに比べ、複雑な内部者取引関係をより効果的に捉えることができるか？
• RQ2 複数のクライクと取引シーケンスを共有する内部者は、異常な利益パターンを示すか？
• RQ3 取引シーケンスにおける一貫した利益性は、内部者取引の可能性を示す信頼できる指標となるか？
• RQ4 自動化されたネットワークベースの手法は、人的なレビューに比べ、違法内部者取引の検出をどのように改善できるか？
• RQ5 ハイパーエッジサイズやシーケンス長などのメタ特徴（例：ハイパーエッジサイズ、シーケンス長）の中で、正常と異常な取引行動を区別するのに最も有用なものは何か？

主な発見

• 複数のハイパーエッジにまたがるハブとして同定された内部者は、一貫して高い利益を上げる取引を示し、大多数の正規化ドル額がゼロを超えていた。
• 上位ランクの内部者の正規化利益の時系列は繰り返し正の値を示しており、持続的な異常収益を示している。
• 購入および売却の両ケースにおいて、大多数の取引が利益ゼロの閾値を上回っており、戦略的なタイミングの取りが示唆された。
• 売却シーケンスにおいて2件の高利益取引が観察され、利益の大きさから情報優位性の可能性が示唆された。
• ハイパーグラフベースの解析により、複数のハイパーエッジの交差点に位置する内部者は、しばしば結束性が高く、パフォーマンスの良い取引クライクに属していることが明らかになった。
• 本研究の結果は、複数参加型内部者取引パターンを捉えるために、標準的なグラフよりもハイパーグラフを用いることが有効であることを支持する。