This thesis deals with fraud detection in a real-world environment with datasets coming from Svenska Handelsbanken. The goal was to investigate how well machine learning can classify fraudulent transactions and how new additional features affected classification. The models used were EFSVM, RUTSVM, CS-SVM, ELM, MLP, Decision Tree, Extra Trees, and Random Forests. To determine the best results the Mathew Correlation Coefficient was used as performance metric, which has been shown to have a medium bias for imbalanced datasets. Each model could deal with high imbalanced datasets which is common for fraud detection. Best results were achieved with Random Forest and Extra Trees. The best scores were around 0.4 for the real-world datasets, though the score itself says nothing as it is more a testimony to the dataset’s separability. These scores were obtained when using aggregated features and not the standard raw dataset. The performance measure recall’s scores were around 0.88-0.93 with an increase in precision by 34.4%-67%, resulting in a large decrease of False Positives. Evaluation results showed a great difference compared to test-runs, either substantial increase or decrease. Two theories as to why are discussed, a great distribution change in the evaluation set, and the sample size increase (100%) for evaluation could have lead to the tests not being well representing of the performance. Feature aggregation were a central topic of this thesis, with the main focus on behaviour features which can describe patterns and habits of customers. For these there were five categories: Sender’s fraud history, Sender’s transaction history, Sender’s time transaction history, Sender’shistory to receiver, and receiver’s history. Out of these, the best performance increase was from the first which gave the top score, the other datasets did not show as much potential, with mostn ot increasing the results. Further studies need to be done before discarding these features, to be certain they don’t improve performance. Together with the data aggregation, a tool (t-SNE) to visualize high dimension data was usedto great success. With it an early understanding of what to expect from newly added features would bring to classification. For the best dataset it could be seen that a new sub-cluster of transactions had been created, leading to the belief that classification scores could improve, whichthey did. Feature selection and PCA-reduction techniques were also studied and PCA showedgood results and increased performance. Feature selection had not conclusive improvements. Over- and under-sampling were used and neither improved the scores, though undersampling could maintain the results which is interesting when increasing the dataset. / Denna avhandling handlar om upptäcka bedrägerier i en real-world miljö med data från Svenska Handelsbanken. Målet var att undersöka hur bra maskininlärning är på att klassificera bedrägliga transaktioner, och hur nya attributer hjälper klassificeringen. Metoderna som användes var EFSVM, RUTSVM, CS-SVM, ELM, MLP, Decision Tree, Extra Trees och Random Forests. För evaluering av resultat används Mathew Correlation Coefficient, vilket har visat sig ha småttt beroende med hänsyn till obalanserade datamängder. Varje modell har inbygda värden för attklara av att bearbeta med obalanserade datamängder, vilket är viktigt för att upptäcka bedrägerier. Resultatmässigt visade det sig att Random Forest och Extra Trees var bäst, utan att göra p-test:s, detta på grund att dataseten var relativt sätt små, vilket gör att små skillnader i resultat ej är säkra. De högsta resultaten var cirka 0.4, det absoluta värdet säger ingenting mer än som en indikation om graden av separation mellan klasserna. De bäst resultaten ficks när nya aggregerade attributer användes och inte standard datasetet. Dessa resultat hade recall värden av 0,88-0,93 och för dessa kunde det synas precision ökade med 34,4% - 67%, vilket ger en stor minskning av False Positives. Evluation-resultaten hade stor skillnad mot test-resultaten, denna skillnad hade antingen en betydande ökning eller minskning. Två anledningar om varför diskuterades, förändring av evaluation-datan mot test-datan eller att storleksökning (100%) för evaluation har lett till att testerna inte var representativa. Attribute-aggregering var ett centralt ämne, med fokus på beteende-mönster för att beskriva kunders vanor. För dessa fanns det fem kategorier: Avsändarens bedrägerihistorik, Avsändarens transaktionshistorik, Avsändarens historik av tid för transaktion, Avsändarens historik till mottagaren och mottagarens historik. Av dessa var den största prestationsökningen från bedrägerihistorik, de andra attributerna hade inte lika positiva resultat, de flesta ökade inte resultaten.Ytterligare mer omfattande studier måste göras innan dessa attributer kan sägas vara givande eller ogivande. Tillsammans med data-aggregering användes t-SNE för att visualisera högdimensionsdata med framgång. Med t-SNE kan en tidig förståelse för vad man kan förvänta sig av tillagda attributer, inom klassificering. För det bästa dataset kan man se att ett nytt kluster som hade skapats, vilket kan tolkas som datan var mer beskrivande. Där förväntades också resultaten förbättras, vilket de gjorde. Val av attributer och PCA-dimensions reducering studerades och PCA-visadeförbättring av resultaten. Over- och under-sampling testades och kunde ej förbättrade resultaten, även om undersampling kunde bibehålla resultated vilket är intressant om datamängden ökar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-314161 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Jacobson, Martin |
| Publisher | KTH, Numerisk analys, NA |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:383 |
Page generated in 0.0024 seconds