[논문 리뷰] Network-based Anomaly Detection for Insider Trading

Adarsh Kulkarni, Priya Mani외 1명|arXiv (Cornell University)|2017. 02. 19.

Crime, Illicit Activities, and Governance참고 문헌 6인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 SEC EDGAR 공시 자료에서 유도된 그래프 및 초그래프 구조를 통해 내부자 거래 행동을 모델링하여 잠재적 내부자 거래를 식별하는 네트워크 기반 이상 탐지 프레임워크를 제안한다. LCS 기반의 에고 네트워크와 다중 거래 관계를 캡처하는 초그래프를 구축함으로써, 일관되게 높은 수익을 올리는 내부자, 특히 클리크들 사이의 허브 역할을 하는 내부자를 식별하며, 정규화된 수익 지표의 시계열 분석을 통해 이상 행동의 강력한 지표를 제시한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 인간 기반 감시를 넘어서 자동으로 불법 내부자 거래를 탐지하기 위해 노력한다.
• 네트워크 및 초그래프 구조를 사용하여 내부자 간의 복잡한 고차원 관계를 모델링한다.
• 불법 내부자 거래를 시사할 수 있는 이상 거래 패턴을 식별한다.
• 식별된 거래자의 거래 수익성을 이상 탐지의 대체 지표로 평가한다.
• 숨겨진 내부자 거래 행동 패턴을 드러내기 위한 데이터 기반, 확장 가능한 접근 방식을 개발한다.

제안 방법

• 유사한 거래 시퀀스를 가진 내부자를 식별하기 위해 최장 공통 부분수열(LCS)을 사용한 에고 네트워크를 구축했다.
• 공통된 거래 시퀀스를 공유하는 내부자 간의 다중 상호작용을 모델링하기 위해 초그래프를 구축했다.
• 거래당 수익/손실을 정량화하기 위해 서명된 정규화된 달러 금액을 지표로 사용하였으며, 시가총액으로 정규화하였다.
• 정규화된 수익 값의 시계열 분석을 적용하여 거래 간 일관된 수익성 여부를 탐지했다.
• 다중 초모서리의 교차점에 위치한 허브 역할을 하는 내부자를 이상 현상으로 식별했다.
• 정상 및 이상 초모서리 분포를 생성 모델링하기 위해 변분 EM을 탐색했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기존의 그래프보다 초그래프와 같은 고차원 네트워크 구조가 복잡한 내부자 거래 관계를 더 잘 포착할 수 있는가?
• RQ2 여러 클리크와 거래 시퀀스를 공유하는 내부자는 비정상적인 수익성 패턴을 보이는가?
• RQ3 거래 시퀀스에서의 일관된 수익성이 잠재적 내부자 거래를 나타내는 신뢰할 수 있는 지표가 될 수 있는가?
• RQ4 자동화된 네트워크 기반 방법은 수동 검토에 비해 불법 내부자 거래 탐지에 어떻게 향상될 수 있는가?
• RQ5 정상 거래 행동과 이상 거래 행동을 구분하는 데 가장 유용한 메타 특징(예: 초모서리 크기, 시퀀스 길이)은 무엇인가?

주요 결과

• 다수의 초모서리에 걸쳐 허브 역할을 하는 내부자들은 일관되게 높은 수익을 올리는 거래를 보였으며, 대부분의 정규화된 달러 금액이 0을 초과했다.
• 상위 랭크된 내부자의 정규화된 수익 시계열은 반복적으로 양수 값을 보이며, 지속적인 비정상 수익을 나타냈다.
• 매수 및 매도 케이스 모두에서 다수의 거래가 수익 제로 이하의 기준선을 초과하여 전략적 타이밍을 고려한 것으로 나타났다.
• 매도 시퀀스에서 두 건의 고수익 거래가 관찰되었으며, 수익은 정보 우위를 시사했다.
• 초그래프 기반 분석을 통해 다수의 초모서리가 교차하는 지점에 위치한 내부자들은 종종 유기적이고 고성능의 거래 클리크의 일원이었다.
• 복잡한 다자간 내부자 거래 패턴을 포착하는 데 있어 표준 그래프보다 초그래프의 사용이 지지된다.