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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.45.2014.tde-05022015-232801
Document
Author
Full name
Fidel Beraldi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Lago, Alair Pereira do (President)
Carvalho, André Carlos Ponce de Leon Ferreira de
Chiann, Chang
Title in Portuguese
Atualização dinâmica de modelo de regressão logística binária para detecção de fraudes em transações eletrônicas com cartão de crédito
Keywords in Portuguese
cartão de crédito
comércio eletrônico
modelagem estatística
ponderação dinâmica de modelos
prevenção e detecção de fraude
Abstract in Portuguese
Com o avanço tecnológico e econômico, que facilitaram o processo de comunicação e aumento do poder de compra, transações com cartão de crédito tornaram-se o principal meio de pagamento no varejo nacional e internacional (Bolton e Hand , 2002). Neste aspecto, o aumento do número de transações com cartão de crédito é crucial para a geração de mais oportunidades para fraudadores produzirem novas formas de fraudes, o que resulta em grandes perdas para o sistema financeiro (Chan et al. , 1999). Os índices de fraudes têm mostrado que transações no comércio eletrônico (e-commerce) são mais arriscadas do que transações presencias em terminais, pois aquelas não fazem uso de processos seguros e eficientes de autenticação do portador do cartão, como utilização de senha eletrônica. Como os fraudadores se adaptam rapidamente às medidas de prevenção, os modelos estatísticos para detecção de fraudes precisam ser adaptáveis e flexíveis para evoluir ao longo do tempo de maneira dinâmica. Raftery et al. (2010) desenvolveram um método chamado Dynamic Model Averaging (DMA), ou Ponderação Dinâmica de Modelos, que implementa um processo de atualização contínuo ao longo do tempo. Nesta dissertação, desenvolvemos modelos DMA no espaço de transações eletrônicas oriundas do comércio eletrônico que incorporem as tendências e características de fraudes em cada período de análise. Também desenvolvemos modelos de regressão logística clássica com o objetivo de comparar as performances no processo de detecção de fraude. Os dados utilizados para tal são provenientes de uma empresa de meios de pagamentos eletrônico. O experimento desenvolvido mostra que os modelos DMA apresentaram resultados melhores que os modelos de regressão logística clássica quando analisamos a medida F e a área sob a curva ROC (AUC). A medida F para o modelo DMA ficou em 58% ao passo que o modelo de regressão logística clássica ficou em 29%. Já para a AUC, o modelo DMA alcançou 93% e o modelo de regressão logística clássica 84%. Considerando os resultados encontrados para os modelos DMA, podemos concluir que sua característica de atualização ao longo do tempo se mostra um grande diferencial em dados como os de fraude, que sofrem mudanças de comportamento a todo momento. Deste modo, sua aplicação se mostra adequada no processo de detecção de transações fraudulentas no ambiente de comércio eletrônico.
Title in English
Dynamic update of binary logistic regression model for fraud detection in electronic credit card transactions
Keywords in English
credit card
dynamic model averaging
e-commerce
fraud prevention and detection
statistical model
Abstract in English
Regarding technological and economic development, which made communication process easier and increased purchasing power, credit card transactions have become the primary payment method in national and international retailers (Bolton e Hand , 2002). In this scenario, as the number of transactions by credit card grows, more opportunities are created for fraudsters to produce new ways of fraud, resulting in large losses for the financial system (Chan et al. , 1999). Fraud indexes have shown which e-commerce transactions are riskier than card present transactions, since those do not use secure and efficient processes to authenticate the cardholder, such as using personal identification number (PIN). Due to fraudsters adapt quickly to fraud prevention measures, statistical models for fraud detection need to be adaptable and flexible to change over time in a dynamic way. Raftery et al. (2010) developed a method called Dynamic Model Averaging (DMA), which implements a process of continuous updating over time. In this thesis, we develop DMA models within electronic transactions coming from ecommerce environment, which incorporate the trends and characteristics of fraud in each period of analysis. We have also developed classic logistic regression models in order to compare their performances in the fraud detection processes. The database used for the experiment was provided by a electronic payment service company. The experiment shows that DMA models present better results than classic logistic regression models in respect to the analysis of the area under the ROC curve (AUC) and F measure. The F measure for the DMA was 58% while the classic logistic regression model was 29%. For the AUC, the DMA model reached 93% and the classical model reached 84%. Considering the results for DMA models, we can conclude that its update over time characteristic makes a large difference when it comes to the analysis of fraud data, which undergo behavioral changes continuously. Thus, its application has proved to be appropriate for the detection process of fraudulent transactions in the e-commerce environment.
 
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Publishing Date
2015-02-06
 
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