Machine learning (ML) models are costly to train as they can require a significant amount of data, computational resources and technical expertise. Thus, they constitute valuable intellectual property that needs protection from adversaries wanting to steal them. Ownership verification techniques allow the victims of model stealing attacks to demonstrate that a suspect model was in fact stolen from theirs. Although a number of ownership verification techniques based on watermarking or fingerprinting have been proposed, most of them fall short either in terms of security guarantees (well-equipped adversaries can evade verification) or computational cost. A fingerprinting technique introduced at ICLR '21, Dataset Inference (DI), has been shown to offer better robustness and efficiency than prior methods. The authors of DI provided a correctness proof for linear (suspect) models. However, in the same setting, we prove that DI suffers from high false positives (FPs) -- it can incorrectly identify an independent model trained with non-overlapping data from the same distribution as stolen. We further prove that DI also triggers FPs in realistic, non-linear suspect models. We then confirm empirically that DI leads to FPs, with high confidence. Second, we show that DI also suffers from false negatives (FNs) -- an adversary can fool DI by regularising a stolen model's decision boundaries using adversarial training, thereby leading to an FN. To this end, we demonstrate that DI fails to identify a model adversarially trained from a stolen dataset -- the setting where DI is the hardest to evade. Finally, we discuss the implications of our findings, the viability of fingerprinting-based ownership verification in general, and suggest directions for future work.


翻译:机器学习(ML)模型训练成本高昂,需要大量数据、计算资源和技术专长。因此,它们构成需要防范窃取攻击者窃取的有价值知识产权。所有权验证技术允许模型窃取攻击的受害者证明可疑模型实际上是从其模型窃取的。尽管已有许多基于水印或指纹验证的所有权验证技术被提出,但大多数在安全保证(装备精良的攻击者可规避验证)或计算成本方面存在不足。ICLR '21提出的一种指纹验证技术——数据集推断(DI),已被证明比先前方法具有更好的鲁棒性和效率。DI作者为线性(可疑)模型提供了正确性证明。然而,我们证明在相同设定下,DI存在高误报率(FP)——它可能错误地将使用同一分布中非重叠数据训练的独立模型识别为窃取模型。我们进一步证明DI在现实非线性可疑模型中也会引发误报。随后通过实证研究高置信度确认DI确实导致误报。其次,我们证明DI还存在漏报(FN)问题——攻击者可通过对抗训练正则化窃取模型的决策边界来欺骗DI,从而引发漏报。为此,我们证明DI未能识别从窃取数据集进行对抗训练的模型——这正是DI最难规避的设定。最后,我们讨论研究发现的意义、基于指纹验证的所有权验证技术的普遍可行性,并指出未来研究方向。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+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
105+阅读 · 2019年10月9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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 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 · 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
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 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月1日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月30日
A Survey on Edge Intelligence
Arxiv
52+阅读 · 2020年3月26日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
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
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18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
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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 · 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 · 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
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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员