With the advancement of powerful AI chips, on-device machine learning is gaining traction for its low latency and privacy protection. However, when edge devices are compromised, attackers can obtain white-box access to the deployed models by reversing the apps directly to obtain the knowledge of peer devices, which is known as Cross-Node Attacks, like performing efficient adversarial attacks. Most existing defenses target known vulnerabilities, yet white-box access still enables attackers to uncover more unknown weaknesses. This creates a critical risk for edge-device deployments, where one compromised device can endanger all models distributed from the same source. Motivated by findings that the model robustness is primarily influenced by the curvature of the decision boundary, we investigate how model parameters shape its curvature. In this paper, we propose a novel method, BMO, that obfuscates model parameters to diversify the decision boundary further resisting cross-node attack while preserving its benign accuracy. Specifically, we explore decomposing model parameters into boundary-position and boundary-curvature components based on null-space constraints, then models with differentiated decision boundaries are instantiated by injecting noise into the boundary-curvature component. Across all four major types of adversarial attacks with four widely-deployed on-device models, BMO achieves an average success rate of 68.68% in defense, far exceeding the most competitive baseline, which attains only 22.32% in defending against cross-node attacks. Moreover, BMO achieves comparable performance in benign accuracy compared with baselines.


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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/
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