Secure multiparty computation (MPC) has been proposed to allow multiple mutually distrustful data owners to jointly train machine learning (ML) models on their combined data. However, by design, MPC protocols faithfully compute the training functionality, which the adversarial ML community has shown to leak private information and can be tampered with in poisoning attacks. In this work, we argue that model ensembles, implemented in our framework called SafeNet, are a highly MPC-amenable way to avoid many adversarial ML attacks. The natural partitioning of data amongst owners in MPC training allows this approach to be highly scalable at training time, provide provable protection from poisoning attacks, and provably defense against a number of privacy attacks. We demonstrate SafeNet's efficiency, accuracy, and resilience to poisoning on several machine learning datasets and models trained in end-to-end and transfer learning scenarios. For instance, SafeNet reduces backdoor attack success significantly, while achieving $39\times$ faster training and $36 \times$ less communication than the four-party MPC framework of Dalskov et al. Our experiments show that ensembling retains these benefits even in many non-iid settings. The simplicity, cheap setup, and robustness properties of ensembling make it a strong first choice for training ML models privately in MPC.


翻译:安全多党计算(MPC)建议允许多个互不信任的数据拥有者联合培训机器学习(ML)综合数据模型,然而,通过设计,MPC协议忠实地计算培训功能,敌对的ML社区显示,这种功能会泄露私人信息,在中毒袭击中可以被篡改。在这项工作中,我们认为,在我们称为SafeNet的框架内实施的模型组合是避免许多对抗性ML攻击的高度MPC优劣方式。在MPC培训的所有者之间进行数据自然分割,使得这一方法在培训时高度可扩展,提供可调适的防中毒袭击的保护,并可以对一些隐私攻击进行可辨别的保护。我们展示了SafeNet的效率、准确性和耐受中毒影响的能力,在终端到终端和传输学习情景中受过培训的若干机器学习数据集和模型。例如,安全网大大降低了后门攻击的成功率,同时实现了39美元快速的培训,减少了36美元通信费,比Dalskov et al的四党MPC框架低了可伸缩性,提供了可调的防范性保护,并且可以可辨防一些隐私攻击。 我们的实验显示,在最廉价的MC的简化的模型中保持了这些安全特性。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
69+阅读 · 2022年7月11日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12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
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
16+阅读 · 2018年12月24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 · 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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Proof of Unlearning: Definitions and Instantiation
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月19日
Arxiv
46+阅读 · 2021年10月4日
Arxiv
17+阅读 · 2021年2月15日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
16+阅读 · 2018年12月24日
相关论文
Proof of Unlearning: Definitions and Instantiation
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月19日
Arxiv
46+阅读 · 2021年10月4日
Arxiv
17+阅读 · 2021年2月15日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
相关基金
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 · 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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员