We show that aggregated model updates in federated learning may be insecure. An untrusted central server may disaggregate user updates from sums of updates across participants given repeated observations, enabling the server to recover privileged information about individual users' private training data via traditional gradient inference attacks. Our method revolves around reconstructing participant information (e.g: which rounds of training users participated in) from aggregated model updates by leveraging summary information from device analytics commonly used to monitor, debug, and manage federated learning systems. Our attack is parallelizable and we successfully disaggregate user updates on settings with up to thousands of participants. We quantitatively and qualitatively demonstrate significant improvements in the capability of various inference attacks on the disaggregated updates. Our attack enables the attribution of learned properties to individual users, violating anonymity, and shows that a determined central server may undermine the secure aggregation protocol to break individual users' data privacy in federated learning.


翻译:我们发现,在联合学习中,综合模型更新可能是不安全的。 一个不信任的中央服务器可以对用户更新进行分类,对参与者进行反复观察,对用户更新进行分类,使服务器能够通过传统的梯度推断攻击恢复个人用户私人培训数据的保密信息。我们的方法是利用通常用于监测、调试和管理联合学习系统的设备分析器的汇总信息,从综合模型更新中重建参与者信息(例如:哪些培训用户参与),对参与者进行分类。我们的攻击是平行的,我们成功地对多达数千参与者的设置的用户更新进行了分类。我们在定量和定性上表明,对分类更新进行的各种推断攻击的能力有了显著提高。我们的攻击使得学到的特性可以归属给个人用户,违反了匿名性,并表明一个确定的中央服务器可能会破坏安全汇总协议,从而在联合学习中打破个人用户的数据隐私。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
88+阅读 · 2020年12月2日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
160+阅读 · 2020年6月2日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
计算机 | IUI 2020等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年6月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
人工智能 | SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
人工智能 | COLT 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年9月21日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
Advances and Open Problems in Federated Learning
Arxiv
18+阅读 · 2019年12月10日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 国际会议信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月3日
计算机 | IUI 2020等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年6月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
人工智能 | SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
人工智能 | COLT 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年9月21日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员