Evaluating Security and Robustness for Split Federated Learning Against Poisoning Attacks
Notice bibliographique
Résumé
Split federated learning (SFL) is a recently proposed distributed collaborative learning architecture that integrates federated learning (FL) with split learning (SL), offering an ingenious solution for safeguarding privacy in resource-limited environments. Despite the compelling potential of SFL and its appealing attributes, its robustness remains uncharted territory. In this paper, we investigate the security and robustness of SFL, with a specific focus on its susceptibility to malicious client-driven poisoning attacks. Specifically, we study the weaknesses of SFL against the well-known poisoning attacks designed for FL, like dataset poisoning, weight poisoning, and label poisoning. We also introduce a novel type of poisoning attacks tailored for SFL, named smash poisoning, and evaluate the robustness against smash poisoning attacks and advanced hybrid attacks (DatasetSmash, LabelSmash, and WeightSmash) that amalgamate smash poisoning with the other three methods for FL. By simulating these attacks across diverse domains over four datasets, we find that most of these attacks (including weight, WeightSmash, and LabelSmash poisoning) can disrupt the converged models with straightforward poisoning actions or have persistent negative influence on the model accuracy even after the termination of the attacks. Furthermore, our findings reveal that the robustness of SFL can be augmented by strategically adjusting the system parameters, such as client quantity, bottleneck size or split type. Finally, we verify the effectiveness of the typical defense mechanisms of poisoning attacks intended for FL and design a new defense strategy that filters out malicious smashed data to improve the robustness of SFL. We observe that the adoption of properly chosen defense mechanisms is beneficial in decreasing the security risks of SFL, but entirely eliminating the impacts of poisoning attacks in SFL is still challenging.
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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 | 0,011 | 0,044 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| 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 ».