一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法、系统及设备技术方案

技术编号:44186229 阅读:23 留言:0更新日期:2025-02-06 18:27
本发明专利技术提出一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法、系统及设备,适用于n个参与方(n≥2)的联邦学习场景,其中m个为攻击者(m<n/2)。其目标是在全局模型上同时实现两个效果:对正常样本保持高识别准确率,并对后门样本以高准确率识别为攻击者指定的标签。方法包括两个阶段:首先,攻击者根据训练任务创建攻击模型,并通过梯度下降生成不可察觉的扰动,逐步提高攻击效果;其次,在训练阶段,攻击者使用已训练的攻击模型,对本地数据添加噪声用于生成后门样本,污染本地模型。随后,攻击者将恶意客户端的模型参数上传至服务器,参与全局模型聚合,从而污染全局模型。该发明专利技术具有较强的攻击隐蔽性,为联邦学习中的防御机制设计提供了新研究思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法、系统及设备,属于联邦学习对抗投毒攻击。


技术介绍

0、技术背景

1、在联邦学习的场景下,模型的安全性和鲁棒性面临多种威胁,其中后门攻击是常见且具高度隐蔽性的一类攻击方式。后门攻击的基本思路是通过对本地训练数据或模型参数的篡改,在模型中注入恶意触发器,使得模型在正常情况下可以准确地执行任务,但当输入特定的触发器时,模型会产生错误的输出,从而实现攻击者的预期目标。

2、与传统的集中式学习不同,联邦学习中各个参与方的数据是去中心化的,模型的更新是在本地完成的,然后发送到中心服务器进行聚合。这种分布式的特性为后门攻击提供了可乘之机。攻击者可以利用本地模型更新的独立性,在本地数据或模型中注入后门触发器,同时不影响模型对正常数据的性能,从而使攻击难以被检测。典型的后门攻击方式包括在训练数据中加入特定的模式(例如某种像素图案)作为触发器,或通过恶意修改模型的梯度,使模型在某些特定输入下做出预定的错误决策。

3、后门攻击的隐蔽性使得它在联邦学习中的检测和防御变得极为困难。由于中心服务器无本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:

3.根据权利要求2所述的一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,所述步骤2中具体步骤为:

4.根据权利要求3所述的一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,所述步骤3中,在每轮联邦学习模型聚合时,攻击者操作恶意客户端上传被污染的本地模型参数至服务端,参与联邦学习聚合并污染全局模型。

5.一种面向联邦学习的隐形后门攻击系统,其特征在于,包括:

6.一种设备,...

【技术特征摘要】

1.一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:

3.根据权利要求2所述的一种面向联邦学习的隐形后门攻击方法,其特征在于,所述步骤2中具体步骤为:

4.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛继科凌劲汪波冯漫蔓冯兵何明坤谭杰张一帆孔伟权陈祖琴于希南
申请(专利权)人:重庆科技大学
类型:发明
国别省市:

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