Large Language Models (LLMs) have demonstrated strong performance across diverse tasks, but fine-tuning them typically relies on cloud-based, centralized infrastructures. This requires data owners to upload potentially sensitive data to external servers, raising serious privacy concerns. An alternative approach is to fine-tune LLMs directly on edge devices using local data; however, this introduces a new challenge: the model owner must transfer proprietary models to the edge, which risks intellectual property (IP) leakage. To address this dilemma, we propose DistilLock, a TEE-assisted fine-tuning framework that enables privacy-preserving knowledge distillation on the edge. In DistilLock, a proprietary foundation model is executed within a trusted execution environment (TEE) enclave on the data owner's device, acting as a secure black-box teacher. This setup preserves both data privacy and model IP by preventing direct access to model internals. Furthermore, DistilLock employs a model obfuscation mechanism to offload obfuscated weights to untrusted accelerators for efficient knowledge distillation without compromising security. We demonstrate that DistilLock prevents unauthorized knowledge distillation processes and model-stealing attacks while maintaining high computational efficiency, but offering a secure and practical solution for edge-based LLM personalization.


翻译:大语言模型(LLM)已在多种任务中展现出卓越性能,但其微调通常依赖于基于云的集中式基础设施。这要求数据所有者将可能包含敏感信息的数据上传至外部服务器,引发了严重的隐私担忧。另一种方法是在边缘设备上直接使用本地数据对LLM进行微调;然而,这带来了新的挑战:模型所有者需将专有模型传输至边缘端,从而面临知识产权(IP)泄露的风险。为解决这一困境,我们提出DistilLock——一种基于可信执行环境(TEE)的辅助微调框架,可在边缘端实现隐私保护的知识蒸馏。在DistilLock中,专有的基础模型在数据所有者设备上的TEE安全飞地内执行,充当安全的黑盒教师模型。该架构通过阻止对模型内部结构的直接访问,同时保护了数据隐私与模型知识产权。此外,DistilLock采用模型混淆机制,将混淆后的权重卸载至不可信加速器以进行高效的知识蒸馏,且不损害安全性。我们证明,DistilLock能够有效防御未经授权的知识蒸馏流程与模型窃取攻击,在保持高计算效率的同时,为基于边缘的LLM个性化提供了安全实用的解决方案。

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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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