Recently issued data privacy regulations like GDPR (General Data Protection Regulation) grant individuals the right to be forgotten. In the context of machine learning, this requires a model to forget about a training data sample if requested by the data owner (i.e., machine unlearning). As an essential step prior to machine unlearning, it is still a challenge for a data owner to tell whether or not her data have been used by an unauthorized party to train a machine learning model. Membership inference is a recently emerging technique to identify whether a data sample was used to train a target model, and seems to be a promising solution to this challenge. However, straightforward adoption of existing membership inference approaches fails to address the challenge effectively due to being originally designed for attacking membership privacy and suffering from several severe limitations such as low inference accuracy on well-generalized models. In this paper, we propose a novel membership inference approach inspired by the backdoor technology to address the said challenge. Specifically, our approach of Membership Inference via Backdooring (MIB) leverages the key observation that a backdoored model behaves very differently from a clean model when predicting on deliberately marked samples created by a data owner. Appealingly, MIB requires data owners' marking a small number of samples for membership inference and only black-box access to the target model, with theoretical guarantees for inference results. We perform extensive experiments on various datasets and deep neural network architectures, and the results validate the efficacy of our approach, e.g., marking only 0.1% of the training dataset is practically sufficient for effective membership inference.


翻译:最近发布的数据隐私条例,如GGDPR(一般数据保护条例),赋予个人被遗忘的权利。在机器学习方面,这需要一种模式,在数据所有人提出要求时,可以忘记培训数据样本。如果数据所有人要求(即机器退出学习),则需要一种模式,以忘记培训数据样本。作为机器退出学习之前的一个重要步骤,数据所有人仍须说明其数据是否被未经授权的一方用于培训机器学习模式。成员资格推断是一种新出现的技术,用以确定数据样本是否用于培训目标模型,似乎也是应对这一挑战的一个有希望的解决办法。然而,直接采用现有成员推论方法无法有效地应对挑战,因为最初设计的目的是攻击成员隐私,并受到若干严重限制,例如机器退出学习之前,数据所有人仍要说明其数据是否被未经授权的一方利用了数据隐性推论方法来应对挑战。我们通过后门(MIB)进行成员推论的方法利用了关键观察,即一个后门模型与深度模型相比,在预测足够的成员隐私权时,从深度推论方法无法有效地应对挑战,因为最初设计了对会员身份进行精确的标定的标定,因此,而只能对数据库进行精确地标标定数据进行精确的标定的标定。

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