Document understanding models are increasingly employed by companies to supplant humans in processing sensitive documents, such as invoices, tax notices, or even ID cards. However, the robustness of such models to privacy attacks remains vastly unexplored. This paper presents CDMI, the first reconstruction attack designed to extract sensitive fields from the training data of these models. We attack LayoutLM and BROS architectures, demonstrating that an adversary can perfectly reconstruct up to 4.1% of the fields of the documents used for fine-tuning, including some names, dates, and invoice amounts up to six-digit numbers. When our reconstruction attack is combined with a membership inference attack, our attack accuracy escalates to 22.5%. In addition, we introduce two new end-to-end metrics and evaluate our approach under various conditions: unimodal or bimodal data, LayoutLM or BROS backbones, four fine-tuning tasks, and two public datasets (FUNSD and SROIE). We also investigate the interplay between overfitting, predictive performance, and susceptibility to our attack. We conclude with a discussion on possible defenses against our attack and potential future research directions to construct robust document understanding models.


翻译:文档理解模型正日益被企业用于替代人类处理敏感文档,例如发票、税务通知甚至身份证。然而,此类模型对隐私攻击的鲁棒性仍鲜有研究。本文提出CDMI,这是首个旨在从这些模型的训练数据中提取敏感字段的重建攻击方法。我们对LayoutLM和BROS架构进行攻击,证明攻击者可以完美重建最多4.1%用于微调的文档字段,包括部分姓名、日期以及最多六位数的发票金额。当我们的重建攻击与成员推断攻击相结合时,攻击准确率提升至22.5%。此外,我们引入了两种新的端到端指标,并在多种条件下评估了我们的方法:单模态或双模态数据、LayoutLM或BROS骨干网络、四种微调任务以及两个公开数据集(FUNSD和SROIE)。我们还研究了过拟合、预测性能与攻击易感性之间的相互影响。最后,我们讨论了针对该攻击的可能防御措施以及构建鲁棒文档理解模型的潜在未来研究方向。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月17日
VLP: A Survey on Vision-Language Pre-training
Arxiv
11+阅读 · 2022年2月21日
VIP会员
最新内容
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
6+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
12+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
16+阅读 · 10月15日
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员