人工智能安全：原理與實(shí)踐 課件 第10章 成員推理攻擊原理與實(shí)踐(10.1成員推理攻擊原理簡(jiǎn)介)_第1頁(yè)
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李劍博士，教授，博士生導(dǎo)師網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院lijian@January23,2025第10章成員推理攻擊原理與實(shí)踐10.1成員推理攻擊原理簡(jiǎn)介本章介紹

成員推理攻擊（MembershipInferenceAttack）是一種針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型的隱私攻擊，目的在于判斷特定的數(shù)據(jù)樣本是否被用于模型的訓(xùn)練過(guò)程中。本章主要講述成員推理攻擊的原理與應(yīng)用。在實(shí)踐部分，主要講述基于影子模型的成員推理攻擊。1.成員推理攻擊概述成員推理攻擊揭示了機(jī)器學(xué)習(xí)模型可能泄露關(guān)于其訓(xùn)練數(shù)據(jù)的敏感信息，尤其是在模型對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)過(guò)度擬合的情況下。通過(guò)成員推理攻擊，攻擊者可以推斷出某個(gè)特定的輸入是否是模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分。這在涉及敏感數(shù)據(jù)的場(chǎng)合尤其危險(xiǎn)，比如醫(yī)療或金融數(shù)據(jù)，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致隱私泄露。如圖所示為成員推理攻擊示意圖。2.成員推理攻擊分類成員推理攻擊在實(shí)施攻擊時(shí)，通常有兩種場(chǎng)景：白盒和黑盒。成員推理攻擊可以根據(jù)攻擊的方法論分為直接攻擊和間接攻擊。成員推理攻擊還可以根據(jù)攻擊的應(yīng)用場(chǎng)景分為在線攻擊和離線攻擊。3.常見(jiàn)的成員推理攻擊方法常見(jiàn)的成員推理攻擊方法包括影子模型攻擊（ShadowModelAttack）、基于模型置信度的攻擊和基于差分隱私的攻擊模型。（1）

影子模型攻擊（2）基于模型置信度的攻擊（3）

基于差分隱私的攻擊模型4.影子模型攻擊影子模型攻擊是一種針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型的成員推斷攻擊（MembershipInferenceAttack）。其核心思想是利用一個(gè)或多個(gè)與目標(biāo)模型訓(xùn)練方式相似的影子模型來(lái)推斷某個(gè)數(shù)據(jù)樣本是否被用于目標(biāo)模型的訓(xùn)練集中。5.影子模型攻擊的步驟影子模型攻擊的步驟如下：1.數(shù)據(jù)收集2.影子模型訓(xùn)練3.輸出分析與標(biāo)簽生成4.攻擊模型訓(xùn)練5.攻擊執(zhí)行

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