Machine learning (ML) models have been deployed for high-stakes applications, e.g., healthcare and criminal justice. Prior work has shown that ML models are vulnerable to attribute inference attacks where an adversary, with some background knowledge, trains an ML attack model to infer sensitive attributes by exploiting distinguishable model predictions. However, some prior attribute inference attacks have strong assumptions about adversary's background knowledge (e.g., marginal distribution of sensitive attribute) and pose no more privacy risk than statistical inference. Moreover, none of the prior attacks account for class imbalance of sensitive attribute in datasets coming from real-world applications (e.g., Race and Sex). In this paper, we propose an practical and effective attribute inference attack that accounts for this imbalance using an adaptive threshold over the attack model's predictions. We exhaustively evaluate our proposed attack on multiple datasets and show that the adaptive threshold over the model's predictions drastically improves the attack accuracy over prior work. Finally, current literature lacks an effective defence against attribute inference attacks. We investigate the impact of fairness constraints (i.e., designed to mitigate unfairness in model predictions) during model training on our attribute inference attack. We show that constraint based fairness algorithms which enforces equalized odds acts as an effective defense against attribute inference attacks without impacting the model utility. Hence, the objective of algorithmic fairness and sensitive attribute privacy are aligned.


翻译:先前的工作表明,ML模型很容易导致推断攻击,因为一个具有某种背景知识的对手,训练ML攻击模型,利用可辨别的模式预测来推断敏感属性。然而,一些先前的属性推断攻击对对手的背景知识(例如敏感属性的边缘分布)有着强烈的假设,并且没有比统计推理更多的隐私风险。此外,以往的攻击中没有哪一个是真实世界应用(例如,种族和性别)数据集敏感属性的等级不平衡的原因。在本文件中,我们提出一个实际而有效的推断攻击,即利用可辨别模型预测的适应性阈值来推断敏感属性。我们详尽地评价了对敌人背景知识(例如,敏感属性的边缘分布)的拟议攻击,并表明对模型预测的适应性阈值大大提高了攻击的准确性。最后,当前文献缺乏对真实性攻击的归属性攻击的有效防御。我们研究了公平性限制因素的影响,而没有进行精确性算法预测,目的是在不精确性攻击的可靠性方面进行客观的预测。我们设计这种分析的目的是要减轻攻击的可靠性的可靠性,我们根据公平性判断进行这样的判断。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员