ICLR 2024 | 联邦学习后门攻击的模型关键层

2024-04-07 04:20

本文主要是介绍ICLR 2024 | 联邦学习后门攻击的模型关键层,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

    ChatGPT狂飙160天,世界已经不是之前的样子。
新建了免费的人工智能中文站https://ai.weoknow.com
新建了收费的人工智能中文站https://ai.hzytsoft.cn/

更多资源欢迎关注


联邦学习使多个参与方可以在数据隐私得到保护的情况下训练机器学习模型。但是由于服务器无法监控参与者在本地进行的训练过程,参与者可以篡改本地训练模型,从而对联邦学习的全局模型构成安全序隐患,如后门攻击。

本文重点关注如何在有防御保护的训练框架下,对联邦学习发起后门攻击。本文发现后门攻击的植入与部分神经网络层的相关性更高,并将这些层称为后门攻击关键层。

基于后门关键层的发现,本文提出通过攻击后门关键层绕过防御算法检测,从而可以控制少量的参与者进行高效的后门攻击。

图片

论文题目:Backdoor Federated Learning By Poisoning Backdoor-Critical Layers

论文链接:https://openreview.net/pdf?id=AJBGSVSTT2

代码链接:https://github.com/zhmzm/Poisoning_Backdoor-critical_Layers_Attack

方法

图片

本文提出层替换方法识别后门关键层。具体方法如下:

  • 第一步,先将模型在干净数据集上训练至收敛,并保存模型参数记为良性模型

    图片

    。再将良性模型的复制在含有后门的数据集上训练,收敛后保存模型参数并记为恶意模型

    图片

  • 第二步,取良性模型中一层参数替换到包含后门的恶意模型中,并计算所得到的模型的后门攻击成功率

    图片

    。将得到的后门攻击成功率与恶意模型的后门攻击成功率 BSR 做差得到 △BSR,可得到该层对后门攻击的影响程度。对神经网络中每一层使用相同的方法,可得到一个记录所有层对后门攻击影响程度的列表。

  • 第三步,对所有层按照对后门攻击的影响程度进行排序。将列表中影响程度最大的一层取出并加入后门攻击关键层集合

    图片

    ,并将恶意模型中的后门攻击关键层(在集合

    图片

    中的层)参数植入良性模型。计算所得到模型的后门攻击成功率

    图片

    。如果后门攻击成功率大于所设阈值 τ 乘以恶意模型后门攻击成功率

    图片

    ,则停止算法。若不满足,则继续将列表所剩层中最大的一层加入后门攻击关键层

    图片

    直到满足条件。

在得到后门攻击关键层的集合之后,本文提出通过攻击后门关键层的方法来绕过防御方法的检测。除此之外,本文引入模拟聚合和良性模型中心进一步减小与其他良性模型的距离。

实验结果

本文对多个防御方法在 CIFAR-10 和 MNIST 数据集上验证了基于后门关键层攻击的有效性。实验将分别使用后门攻击成功率 BSR 和恶意模型接收率 MAR(良性模型接收率 BAR)作为衡量攻击有效性的指标。

首先,基于层的攻击 LP Attack 可以让恶意客户端获得很高的选取率。如下表所示,LP Attack 在 CIFAR-10 数据集上得到了 90% 的接收率,远高于良性用户的 34%。

图片

然后,LP Attack 可以取得很高的后门攻击成功率,即使在只有 10% 恶意客户端的设定下。如下表所示,LP Attack 在不同的数据集和不同的防御方法保护下,均能取得很高的后门攻击成功率 BSR。

图片

在消融实验中,本文分别对后门关键层和非后门关键层进行投毒并测量两种实验的后门攻击成功率。如下图所示,攻击相同层数的情况下,对非后门关键层进行投毒的成功率远低于对后门关键层进行投毒,这表明本文的算法可以选择出有效的后门攻击关键层。

图片

除此之外,我们对模型聚合模块 Model Averaging 和自适应控制模块 Adaptive Control 进行消融实验。如下表所示,这两个模块均对提升选取率和后门攻击成功率,证明了这两个模块的有效性。

图片

    ChatGPT狂飙160天,世界已经不是之前的样子。
新建了免费的人工智能中文站https://ai.weoknow.com
新建了收费的人工智能中文站https://ai.hzytsoft.cn/

更多资源欢迎关注


这篇关于ICLR 2024 | 联邦学习后门攻击的模型关键层的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/881630

相关文章

Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细教程(2024年最新)

《Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细教程(2024年最新)》:本文主要介绍Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细的相关资料,包括开通模型、配置APIKEY鉴权和SD... 目录豆包大模型概述开通模型付费安装 SDK 环境配置 API KEY 鉴权Ark 模型接口Prompt

HarmonyOS学习(七)——UI(五)常用布局总结

自适应布局 1.1、线性布局(LinearLayout) 通过线性容器Row和Column实现线性布局。Column容器内的子组件按照垂直方向排列,Row组件中的子组件按照水平方向排列。 属性说明space通过space参数设置主轴上子组件的间距,达到各子组件在排列上的等间距效果alignItems设置子组件在交叉轴上的对齐方式,且在各类尺寸屏幕上表现一致,其中交叉轴为垂直时,取值为Vert

Ilya-AI分享的他在OpenAI学习到的15个提示工程技巧

Ilya(不是本人,claude AI)在社交媒体上分享了他在OpenAI学习到的15个Prompt撰写技巧。 以下是详细的内容: 提示精确化:在编写提示时,力求表达清晰准确。清楚地阐述任务需求和概念定义至关重要。例:不用"分析文本",而用"判断这段话的情感倾向:积极、消极还是中性"。 快速迭代:善于快速连续调整提示。熟练的提示工程师能够灵活地进行多轮优化。例:从"总结文章"到"用

大模型研发全揭秘:客服工单数据标注的完整攻略

在人工智能(AI)领域,数据标注是模型训练过程中至关重要的一步。无论你是新手还是有经验的从业者,掌握数据标注的技术细节和常见问题的解决方案都能为你的AI项目增添不少价值。在电信运营商的客服系统中,工单数据是客户问题和解决方案的重要记录。通过对这些工单数据进行有效标注,不仅能够帮助提升客服自动化系统的智能化水平,还能优化客户服务流程,提高客户满意度。本文将详细介绍如何在电信运营商客服工单的背景下进行

【前端学习】AntV G6-08 深入图形与图形分组、自定义节点、节点动画(下)

【课程链接】 AntV G6:深入图形与图形分组、自定义节点、节点动画(下)_哔哩哔哩_bilibili 本章十吾老师讲解了一个复杂的自定义节点中,应该怎样去计算和绘制图形,如何给一个图形制作不间断的动画,以及在鼠标事件之后产生动画。(有点难,需要好好理解) <!DOCTYPE html><html><head><meta charset="UTF-8"><title>06

学习hash总结

2014/1/29/   最近刚开始学hash,名字很陌生,但是hash的思想却很熟悉,以前早就做过此类的题,但是不知道这就是hash思想而已,说白了hash就是一个映射,往往灵活利用数组的下标来实现算法,hash的作用:1、判重;2、统计次数;

Andrej Karpathy最新采访:认知核心模型10亿参数就够了,AI会打破教育不公的僵局

夕小瑶科技说 原创  作者 | 海野 AI圈子的红人,AI大神Andrej Karpathy,曾是OpenAI联合创始人之一,特斯拉AI总监。上一次的动态是官宣创办一家名为 Eureka Labs 的人工智能+教育公司 ,宣布将长期致力于AI原生教育。 近日,Andrej Karpathy接受了No Priors(投资博客)的采访,与硅谷知名投资人 Sara Guo 和 Elad G

2024年流动式起重机司机证模拟考试题库及流动式起重机司机理论考试试题

题库来源:安全生产模拟考试一点通公众号小程序 2024年流动式起重机司机证模拟考试题库及流动式起重机司机理论考试试题是由安全生产模拟考试一点通提供,流动式起重机司机证模拟考试题库是根据流动式起重机司机最新版教材,流动式起重机司机大纲整理而成(含2024年流动式起重机司机证模拟考试题库及流动式起重机司机理论考试试题参考答案和部分工种参考解析),掌握本资料和学校方法,考试容易。流动式起重机司机考试技

【专题】2024飞行汽车技术全景报告合集PDF分享(附原数据表)

原文链接: https://tecdat.cn/?p=37628 6月16日,小鹏汇天旅航者X2在北京大兴国际机场临空经济区完成首飞,这也是小鹏汇天的产品在京津冀地区进行的首次飞行。小鹏汇天方面还表示,公司准备量产,并计划今年四季度开启预售小鹏汇天分体式飞行汽车,探索分体式飞行汽车城际通勤。阅读原文,获取专题报告合集全文,解锁文末271份飞行汽车相关行业研究报告。 据悉,业内人士对飞行汽车行业

高效录音转文字:2024年四大工具精选!

在快节奏的工作生活中,能够快速将录音转换成文字是一项非常实用的能力。特别是在需要记录会议纪要、讲座内容或者是采访素材的时候,一款优秀的在线录音转文字工具能派上大用场。以下推荐几个好用的录音转文字工具! 365在线转文字 直达链接:https://www.pdf365.cn/ 365在线转文字是一款提供在线录音转文字服务的工具,它以其高效、便捷的特点受到用户的青睐。用户无需下载安装任何软件,只