图隐私论文速递:Data Poisoning Attacks to Local Differential Privacy

本文简述了Adam Smith和Neil Gong研究组在SP2021和Usenix Security 2021发表的两篇关于本地差分隐私的攻击论文,探讨了如何通过恶意用户操纵数据导致统计结果偏差。研究可以扩展到不同类型的LDP,并可能启发对图差分隐私的攻击方法研究。

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论文概况

今天简要介绍两篇本地差分隐私攻击的论文,分别发表于SP2021和Usenix Security 2021上,分别是Adam Smith和Neil Gong研究组的成果,都是大佬的成果,差不多时间在arxiv上发布。

在线版本如下:

Manipulation Attacks in Local Differential Privacy
Albert Cheu, Adam Smith, Jonathan Ullman

Data Poisoning Attacks to Local Differential Privacy Protocols
Xiaoyu Cao, Jinyuan Jia, Neil Zhenqiang Gong

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主要创新

这两篇论文主要是在本地差分模式下,加入若干少量的恶意用户,通过添加伪造的数据,使得中心服务器的统计结果出现偏差。都是不错的成果,这些成果一方面可以扩展到不同类型的LDP上,攻击不同应用领域的LDP,一方面可以提高敌手的能力,设计更强的攻击模型。

启发

能否将这个方法移植到图差分隐私中,图差分分为点差分和边差分,如果对于这两种差分,可以设计出实用价值的攻击方法,也是不错的。此外,有没有其他模式的攻击?

“Poison frogs! targeted clean-label poisoning attacks on neural networks”这是一个关于对神经网络进行有针对性的干净标签中毒攻击的研究项目。在这种攻击中,研究人员通过修改训练数据集中的特定标签,以欺骗神经网络模型以误分类输入样本。 干净标签中毒攻击是一种隐蔽的攻击方式,因为攻击者不需要修改像本身或添加任何可见的攻击标记。相反,他们通过对训练数据集进行精心设计的修改,使神经网络在应用中出现错误分类。这种攻击方法可能会导致严重后果,例如在自动驾驶汽车或安全系统中造成事故或功能失效。 这个项目的目的是研究这种攻击方法的可行性和效果,并提出对抗这种攻击的解决方案。研究人员首先对训练数据集进行修改,以使特定类别的像被误分类为其他类别。然后,他们使用已经训练好的神经网络模型,通过修改训练数据集中的特定像标签,使模型在测试阶段错误地将这些特定像分类为不同的类别。 结果表明,即使在高性能的神经网络上进行干净标签中毒攻击也是可行的。这些攻击可以在不影响模型在其他正常输入上性能的情况下,误导模型对特定像的分类。这使得攻击者能够操纵模型的行为,甚至可能导致系统的安全漏洞和错误决策。 为了对抗这种攻击,研究人员提出了一种改进的训练策略,称为“防御机制”。这种方法可以增强模型对干净标签中毒攻击的鲁棒性,并提供了一种有效的方法来检测和解决这种攻击。 总体而言,这个项目揭示了干净标签中毒攻击在神经网络中的潜在威胁,并提供了对抗这种攻击的解决方案。这有助于进一步加强神经网络模型在面临安全挑战时的鲁棒性,并推动相关领域的研究和技术发展。
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