Leveraging Ferroelectric Stochasticity and In-Memory Computing for DNN IP Obfuscation
Notice bibliographique
Résumé
With the emergence of the Internet of Things (IoT), deep neural networks (DNNs) are widely used in different domains, such as computer vision, healthcare, social media, and defense. The hardware-level architecture of a DNN can be built using an in-memory computing-based design, which is loaded with the weights of a well-trained DNN model. However, such hardware-based DNN systems are vulnerable to model stealing attacks where an attacker reverse-engineers (REs) and extracts the weights of the DNN model. In this work, we propose an energy-efficient defense technique that combines a ferroelectric field effect transistor (FeFET)-based reconfigurable physically unclonable function (PUF) with an in-memory FeFET XNOR to thwart model stealing attacks. We leverage the inherent stochasticity in the FE domains to build a PUF that helps to corrupt the neural network’s (NN) weights when an adversarial attack is detected. We showcase the efficacy of the proposed defense scheme by performing experiments on graph-NNs (GNNs), a particular type of DNN. The proposed defense scheme is a first of its kind that evaluates the security of GNNs. We investigate the effect of corrupting the weights on different layers of the GNN on the accuracy degradation of the graph classification application for two specific error models of corrupting the FeFET-based PUFs and five different bioinformatics datasets. We demonstrate that our approach successfully degrades the inference accuracy of the graph classification by corrupting any layer of the GNN after a small rewrite pulse.
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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».