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Flare: un ataque de puerta trasera al aprendizaje federado con evasión refinada

Autores: Wang, Qingya; Wu, Yi; Xuan, Haojun; Wu, Huishu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Flare: un ataque de puerta trasera al aprendizaje federado con evasión refinada


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Ataques de puerta trasera
Aprendizaje federado
FLARE
Estrategias de defensa
Inserción de desencadenantes
Tasa de éxito

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El Aprendizaje Federado (FL) es vulnerable a los ataques de puerta trasera en los que los atacantes inyectan comportamientos maliciosos en el modelo global. Para contrarrestar estos ataques, los trabajos existentes principalmente introducen defensas sofisticadas mediante el análisis de los parámetros del modelo y la utilización de estrategias de agregación robustas. Sin embargo, encontramos que los sistemas FL aún pueden ser atacados explotando su complejidad inherente. En este documento, proponemos una novedosa estrategia de ataque de puerta trasera de tres etapas llamada FLARE: Un Ataque de Puerta Trasera al Aprendizaje Federado con Evasión Refinada, que está diseñado para operar bajo el radar de las estrategias de defensa convencionales. Nuestra propuesta comienza con una etapa de inspección de desencadenantes para aprovechar las susceptibilidades iniciales de los sistemas FL, seguida de una etapa de inserción de desencadenantes donde el desencadenante sintetizado se incrusta sigilosamente a una baja tasa de envenenamiento. Finalmente, el desencadenante se amplifica para aumentar la tasa de éxito del ataque durante la etapa de activación de la puerta trasera. Los experimentos sobre la efectividad de FLARE muestran mejoras significativas tanto en la sigilosidad como en la tasa de éxito de los ataques de puerta trasera en múltiples entornos de aprendizaje federado. En particular, la tasa de éxito de nuestro ataque de puerta trasera puede mejorarse hasta en 45 veces en comparación con los métodos existentes.

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