Recently, recommender systems have achieved promising performances and become one of the most widely used web applications. However, recommender systems are often trained on highly sensitive user data, thus potential data leakage from recommender systems may lead to severe privacy problems. In this paper, we make the first attempt on quantifying the privacy leakage of recommender systems through the lens of membership inference. In contrast with traditional membership inference against machine learning classifiers, our attack faces two main differences. First, our attack is on the user-level but not on the data sample-level. Second, the adversary can only observe the ordered recommended items from a recommender system instead of prediction results in the form of posterior probabilities. To address the above challenges, we propose a novel method by representing users from relevant items. Moreover, a shadow recommender is established to derive the labeled training data for training the attack model. Extensive experimental results show that our attack framework achieves a strong performance. In addition, we design a defense mechanism to effectively mitigate the membership inference threat of recommender systems.


翻译:最近,推荐人系统取得了有希望的性能,成为了最广泛使用的网络应用程序之一。然而,推荐人系统往往在高度敏感的用户数据方面受过培训,因此,推荐人系统潜在的数据渗漏可能导致严重的隐私问题。在本文件中,我们首次尝试通过成员推理的镜头来量化推荐人系统的隐私渗漏。与传统会员对机器学习分类者的推论不同,我们的攻击面临两个主要差异。首先,我们的攻击是在用户一级,而不是在数据抽样一级。第二,对手只能观察推荐人系统订购的推荐项目,而不是以事后概率为形式的预测结果。为了应对上述挑战,我们建议了一种新方法,代表相关项目的用户。此外,还建立了一个影子推荐人,以获取用于培训攻击模型的标签培训数据。广泛的实验结果显示,我们的攻击框架取得了很强的性能。此外,我们设计了一个防御机制,以有效减轻推荐人系统的成员推论威胁。

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推荐系统,是指根据用户的习惯、偏好或兴趣,从不断到来的大规模信息中识别满足用户兴趣的信息的过程。推荐推荐任务中的信息往往称为物品(Item)。根据具体应用背景的不同,这些物品可以是新闻、电影、音乐、广告、商品等各种对象。推荐系统利用电子商务网站向客户提供商品信息和建议,帮助用户决定应该购买什么产品,模拟销售人员帮助客户完成购买过程。个性化推荐是根据用户的兴趣特点和购买行为,向用户推荐用户感兴趣的信息和商品。随着电子商务规模的不断扩大,商品个数和种类快速增长,顾客需要花费大量的时间才能找到自己想买的商品。这种浏览大量无关的信息和产品过程无疑会使淹没在信息过载问题中的消费者不断流失。为了解决这些问题,个性化推荐系统应运而生。个性化推荐系统是建立在海量数据挖掘基础上的一种高级商务智能平台,以帮助电子商务网站为其顾客购物提供完全个性化的决策支持和信息服务。

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