Fine-tuned language models pose significant privacy risks, as they may memorize and expose sensitive information from their training data. Membership inference attacks (MIAs) provide a principled framework for auditing these risks, yet existing methods achieve limited detection rates, particularly at the low false-positive thresholds required for practical privacy auditing. We present EZ-MIA, a membership inference attack that exploits a key observation: memorization manifests most strongly at error positions, specifically tokens where the model predicts incorrectly yet still shows elevated probability for training examples. We introduce the Error Zone (EZ) score, which measures the directional imbalance of probability shifts at error positions relative to a pretrained reference model. This principled statistic requires only two forward passes per query and no model training of any kind. On WikiText with GPT-2, EZ-MIA achieves 3.8x higher detection than the previous state-of-the-art under identical conditions (66.3% versus 17.5% true positive rate at 1% false positive rate), with near-perfect discrimination (AUC 0.98). At the stringent 0.1% FPR threshold critical for real-world auditing, we achieve 8x higher detection than prior work (14.0% versus 1.8%), requiring no reference model training. These gains extend to larger architectures: on AG News with Llama-2-7B, we achieve 3x higher detection (46.7% versus 15.8% TPR at 1% FPR). These results establish that privacy risks of fine-tuned language models are substantially greater than previously understood, with implications for both privacy auditing and deployment decisions. Code is available at https://github.com/JetBrains-Research/ez-mia.


翻译:微调后的语言模型存在显著的隐私风险,因其可能记忆并泄露训练数据中的敏感信息。成员推断攻击(MIA)为审计此类风险提供了原则性框架,但现有方法在实现有效检测率方面仍存在局限,尤其是在实际隐私审计所需的低误报率阈值下。我们提出EZ-MIA成员推断攻击,该攻击利用一个关键发现:记忆效应在错误位置(即模型预测错误但训练样本概率仍偏高的词元)表现最为强烈。我们提出“错误区域”(Error Zone, EZ)分数,通过测量预训练参考模型在错误位置概率偏移的方向性不平衡来量化这一效应。该原则性统计量每次查询仅需两次前向传播,且无需任何模型训练。在WikiText数据集上针对GPT-2的实验中,EZ-MIA在相同条件下(1%误报率时真正率从17.5%提升至66.3%)检测率较此前最优方法提升3.8倍,且近乎完美区分(AUC 0.98)。在现实审计中关键的0.1%误报率阈值下,检测率较先前研究提升8倍(14.0%对比1.8%),且无需参考模型训练。这些优势可扩展至更大架构:在AG News数据集上针对Llama-2-7B的实验中,我们在1%误报率下将真正率从15.8%提升至46.7%(提升3倍)。上述结果证明,微调语言模型的隐私风险远超此前认知,这对隐私审计和部署决策具有重要启示。代码已开源:https://github.com/JetBrains-Research/ez-mia

0
下载
关闭预览

相关内容

《军事大语言模型的拒绝率测量与消除》
专知会员服务
14+阅读 · 3月13日
深度学习模型反演攻击与防御:全面综述
专知会员服务
27+阅读 · 2025年2月3日
专知会员服务
24+阅读 · 2021年8月22日
【AAAI2021】知识迁移的机器学习成员隐私保护,57页ppt
专知会员服务
28+阅读 · 2021年2月9日
自然语言处理中的语言模型预训练方法
PaperWeekly
14+阅读 · 2018年10月21日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+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
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
1+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
4+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:08
边缘计算的军事应用
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:50
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
4+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
10+阅读 · 8月7日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+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
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
1+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
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员