Explainable Artificial Intelligence (XAI) aims to improve the transparency of machine learning (ML) pipelines. We systematize the increasingly growing (but fragmented) microcosm of studies that develop and utilize XAI methods for defensive and offensive cybersecurity tasks. We identify 3 cybersecurity stakeholders, i.e., model users, designers, and adversaries, who utilize XAI for 4 distinct objectives within an ML pipeline, namely 1) XAI-enabled user assistance, 2) XAI-enabled model verification, 3) explanation verification & robustness, and 4) offensive use of explanations. Our analysis of the literature indicates that many of the XAI applications are designed with little understanding of how they might be integrated into analyst workflows -- user studies for explanation evaluation are conducted in only 14% of the cases. The security literature sometimes also fails to disentangle the role of the various stakeholders, e.g., by providing explanations to model users and designers while also exposing them to adversaries. Additionally, the role of model designers is particularly minimized in the security literature. To this end, we present an illustrative tutorial for model designers, demonstrating how XAI can help with model verification. We also discuss scenarios where interpretability by design may be a better alternative. The systematization and the tutorial enable us to challenge several assumptions, and present open problems that can help shape the future of XAI research within cybersecurity.


翻译:解释性人工智能(XAI)的目的是提高机器学习(ML)管道的透明度。我们把日益增长(但支离破碎)的研究系统系统化,以开发和使用XAI方法进行防御性和攻击性网络安全任务。我们确定3个网络安全利益攸关方,即模型用户、设计师和对手,他们利用XAI实现ML管道中的4个不同目标,即:(1) XAI支持的用户援助,(2) XAI支持的模型核查,(3)解释性核查和稳健性,(4)解释性解释性使用。我们对文献的分析表明,许多XAI应用程序的设计对如何将其纳入分析工作流程知之甚少 -- -- 用户对解释性评价的研究只对14%的案件进行了。安全文献有时也无法混淆各种利益攸关方的作用,例如向模型用户和设计师提供解释性,同时使他们暴露在安全文献中特别最小化的作用。我们为此向模型设计师提供说明性辅导,说明XAI如何帮助我们进行模型核查。我们还可以讨论如何更好地解释这种解释性假设。我们还可以在XAI系统内部提出一些解释性设想,这样可以使解释性成为一种更难度。</s>

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+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
103+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
量化金融强化学习论文集合
专知
13+阅读 · 2019年12月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Directions for Explainable Knowledge-Enabled Systems
Arxiv
26+阅读 · 2020年3月17日
Arxiv
151+阅读 · 2017年8月1日
VIP会员
相关VIP内容
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+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
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
量化金融强化学习论文集合
专知
13+阅读 · 2019年12月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员