Federated Learning (FL) allows multiple participants to train machine learning models collaboratively by keeping their datasets local while only exchanging model updates. Alas, this is not necessarily free from privacy and robustness vulnerabilities, e.g., via membership, property, and backdoor attacks. This paper investigates whether and to what extent one can use differential Privacy (DP) to protect both privacy and robustness in FL. To this end, we present a first-of-its-kind evaluation of Local and Central Differential Privacy (LDP/CDP) techniques in FL, assessing their feasibility and effectiveness. Our experiments show that both DP variants do d fend against backdoor attacks, albeit with varying levels of protection-utility trade-offs, but anyway more effectively than other robustness defenses. DP also mitigates white-box membership inference attacks in FL, and our work is the first to show it empirically. Neither LDP nor CDP, however, defend against property inference. Overall, our work provides a comprehensive, re-usable measurement methodology to quantify the trade-offs between robustness/privacy and utility in differentially private FL.


翻译:联邦学习联合会(FL)允许多位参与者通过保持本地数据集来合作培训机器学习模式,同时只交换模型更新。唉,这不一定没有隐私和稳健性的脆弱性,例如通过成员资格、财产和后门攻击。本文调查了是否以及在何种程度上可以使用差异隐私(DP)来保护自由联盟的隐私和稳健性。为此,我们提出了对地方和中央差异隐私(LDP/CDP)技术的首次实物评估,评估其可行性和有效性。我们的实验表明,尽管保护效用交易的程度不同,但这两种变异都能够抵御后门攻击,尽管保护效用交易的程度不同,但比其他稳健防御更有效。DP还减轻了在自由联盟的白箱成员身份的推断攻击,我们的工作是首先以实证方式展示这一点。然而,无论是LDP还是CDP,都没有针对财产推断进行辩护。总体而言,我们的工作提供了一个全面、可重复的计量方法,以量化强健/抵押与差异私人自由联盟的利得失利之间的交易。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
33+阅读 · 2020年12月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Advances and Open Problems in Federated Learning
Arxiv
17+阅读 · 2019年12月10日
VIP会员
相关资讯
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员