级联与代理成员推理攻击技术解析

本文提出两种新型成员推理攻击框架CMIA和PMIA,分别针对自适应和非自适应攻击场景。CMIA通过条件影子训练利用样本间成员依赖关系,PMIA采用代理选择策略进行成员后验概率测试,实验表明两种方法在低误报率下显著优于现有技术。

级联与代理成员推理攻击

成员推理攻击(MIA)通过判断特定查询实例是否包含在数据集中,评估训练后的机器学习模型对其训练数据的泄露程度。现有MIA可分为自适应和非自适应两类,区别在于攻击者是否被允许基于成员查询训练影子模型。

在自适应场景中(攻击者获取查询实例后可训练影子模型),重点强调了利用实例间成员依赖关系的重要性,并提出一种攻击无关的框架——级联成员推理攻击(CMIA)。该框架通过条件影子训练整合成员依赖关系,显著提升成员推理性能。

在非自适应场景中(攻击者在获取成员查询前仅能训练影子模型),引入了代理成员推理攻击(PMIA)。PMIA采用代理选择策略识别与查询实例行为相似的样本,并利用这些样本在影子模型中的行为进行成员后验概率检验。

研究为两种攻击提供了理论分析,大量实验结果表明:CMIA和PMIA在两种场景下均显著优于现有MIA方法,尤其在低误报率场景中表现突出——这对隐私风险评估至关重要。

代码已开源:https://github.com/xxx(链接已匿名化处理)

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