Sponge Examples: Energy-Latency Attacks on Neural Networks
Notice bibliographique
Résumé
The high energy costs of neural network training and inference led to the use of acceleration hardware such as GPUs and TPUs. While such devices enable us to train large-scale neural networks in datacenters and deploy them on edge devices, their designers' focus so far is on average-case performance. In this work, we introduce a novel threat vector against neural networks whose energy consumption or decision latency are critical. We show how adversaries can exploit carefully-crafted sponge examples, which are inputs designed to maximise energy consumption and latency, to drive machine learning (ML) systems towards their worst-case performance. Sponge examples are, to our knowledge, the first denial-of-service attack against the ML components of such systems. We mount two variants of our sponge attack on a wide range of state-of-the-art neural network models, and find that language models are surprisingly vulnerable. Sponge examples frequently increase both latency and energy consumption of these models by a factor of 30×. Extensive experiments show that our new attack is effective across different hardware platforms (CPU, GPU and an ASIC simulator) on a wide range of different language tasks. On vision tasks, we show that sponge examples can be produced and a latency degradation observed, but the effect is less pronounced. To demonstrate the effectiveness of sponge examples in the real world, we mount an attack against Microsoft Azure's translator and show an increase of response time from 1ms to 6s (6000×). We conclude by proposing a defense strategy: shifting the analysis of energy consumption in hardware from an average-case to a worst-case perspective.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».