Overconfidence is a Dangerous Thing: Mitigating Membership Inference Attacks by Enforcing Less Confident Prediction
Notice bibliographique
Résumé
Machine learning (ML) models are vulnerable to membership inference attacks (MIAs), which determine whether a given input is used for training the target model. While there have been many efforts to mitigate MIAs, they often suffer from limited privacy protection, large accuracy drop, and/or requiring additional data that may be difficult to acquire. This work proposes a defense technique, HAMP that can achieve both strong membership privacy and high accuracy, without requiring extra data. To mitigate MIAs in different forms, we observe that they can be unified as they all exploit the ML model's overconfidence in predicting training samples through different proxies. This motivates our design to enforce less confident prediction by the model, hence forcing the model to behave similarly on the training and testing samples. HAMP consists of a novel training framework with high-entropy soft labels and an entropy-based regularizer to constrain the model's prediction while still achieving high accuracy. To further reduce privacy risk, HAMP uniformly modifies all the prediction outputs to become low-confidence outputs while preserving the accuracy, which effectively obscures the differences between the prediction on members and non-members. We conduct extensive evaluation on five benchmark datasets, and show that HAMP provides consistently high accuracy and strong membership privacy. Our comparison with seven state-of-the-art defenses shows that HAMP achieves a superior privacy-utility trade off than those techniques.
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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 | 0,008 | 0,032 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».