FedUIMF: Unambiguous and Imperceptible Model Fingerprinting for Secure Federated Learning on Consumer Electronic Devices
Notice bibliographique
Résumé
The proliferation of consumer electronic devices has generated massive volumes of decentralized data, yet centralized training methods may potentially infringe on privacy. Consequently, federated learning (FL), a novel methodology leveraging distributed collaborative training, has emerged as a viable solution to protect user data privacy. However, the collaborative essence and substantial value of FL models make them vulnerable to theft, endangering the intellectual property (IP) rights of the model owner. While model watermarking is a frequently utilized strategy for protecting FL models, its intrusiveness may compromise the primary task, prompting the exploration of model fingerprinting as an alternative protective measure. Nevertheless, current model fingerprinting methods encounter difficulties in resisting ambiguity attacks, attaining efficiency, and ensuring imperceptibility, rendering them unsuitable for secure FL settings. To address these challenges, this paper proposes FedUIMF, an unambiguous and imperceptible model fingerprinting method for secure federated learning on consumer electronic devices. Initially, clients generate model fingerprints to adapt to the federated learning environment. Leveraging this characteristic, we design a unique identity embedding algorithm that ensures the high uniqueness of the model fingerprint identity through a triple-identity mechanism that integrates information hiding, timestamps, and digital signatures. Additionally, we propose an imperceptible model fingerprinting algorithm that utilizes the Discrete Wavelet Transform (DWT) and the Just Noticeable Distortion (JND) model. By selecting fingerprint samples near the decision boundary, applying DWT to minimize high-frequency disturbances, and guiding perturbations using the JND model, FedUIMF efficiently generates imperceptible model fingerprints. Experimental evaluations conducted on the CIFAR-10, Tiny-ImageNet, and ImageNet-1K datasets revealed that FedUIMF attains exceptional perceptual metric scores of 1.00 (SSIM), 59.29 (PSNR), and 0.0002 (LPIPS), while exhibiting robust model copyright verification with AUC value of 1 in diverse FL settings and under various piracy attacks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».