Large Language Models (LLMs) are increasingly deployed as shared multi-tenant services, relying on advanced optimizations like KV cache and prefix sharing to improve throughput and reduce latency. However, these optimizations introduce a critical vulnerability: attackers can exploit time-to-first-token (TTFT) variations between KV cache hits and misses to infer sensitive prompt tokens via prefix-matching side-channel attacks. Existing defenses indiscriminately restrict cross-tenant cache sharing, which incurs prohibitive performance overhead and negates the fundamental efficiency benefits of the KV cache. We propose Mirage, a topology-aware emission obfuscation framework that provably bounds timing leakage without sacrificing the performance gains of cache sharing. Instead of stalling the GPU or forcing redundant recomputations, Mirage delays token emission at the gateway so the attacker observes a natural cache miss distribution, while the GPU seamlessly continues serving other requests at full speed. Mirage uses a Privacy Odometer that persistently tracks the topological novelty of prefix fan-out expansions to distinguish aggressive probing from benign traffic. Once a prefix exceeds a safety threshold, Mirage engages a two-phase policy that uses a dynamic estimator to pad the TTFT to a calibrated cache-miss baseline. On a 500-sample public corpus across three models, Mirage suppresses the timing side-channel to near the random-guessing floor, while maintaining a significantly lower TTFT than defense baselines. We further show that Mirage withstands a strong adaptive adversary and the same principle carries over to semantic caching layers.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

可信赖LLM智能体的研究综述:威胁与应对措施
专知会员服务
37+阅读 · 2025年3月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
三味Capsule:矩阵Capsule与EM路由
PaperWeekly
10+阅读 · 2018年3月2日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
1+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
2+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 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
11+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
5+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
7+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
1+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
2+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员