人工智能安全：原理與實(shí)踐 課件 第10章 成員推理攻擊原理與實(shí)踐(10.1成員推理攻擊原理簡介)_第1頁
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李劍博士，教授，博士生導(dǎo)師網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院lijian@January23,2025第10章成員推理攻擊原理與實(shí)踐10.1成員推理攻擊原理簡介本章介紹

成員推理攻擊（MembershipInferenceAttack）是一種針對機(jī)器學(xué)習(xí)模型的隱私攻擊，目的在于判斷特定的數(shù)據(jù)樣本是否被用于模型的訓(xùn)練過程中。本章主要講述成員推理攻擊的原理與應(yīng)用。在實(shí)踐部分，主要講述基于影子模型的成員推理攻擊。1.成員推理攻擊概述成員推理攻擊揭示了機(jī)器學(xué)習(xí)模型可能泄露關(guān)于其訓(xùn)練數(shù)據(jù)的敏感信息，尤其是在模型對訓(xùn)練數(shù)據(jù)過度擬合的情況下。通過成員推理攻擊，攻擊者可以推斷出某個(gè)特定的輸入是否是模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分。這在涉及敏感數(shù)據(jù)的場合尤其危險(xiǎn)，比如醫(yī)療或金融數(shù)據(jù)，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致隱私泄露。如圖所示為成員推理攻擊示意圖。2.成員推理攻擊分類成員推理攻擊在實(shí)施攻擊時(shí)，通常有兩種場景：白盒和黑盒。成員推理攻擊可以根據(jù)攻擊的方法論分為直接攻擊和間接攻擊。成員推理攻擊還可以根據(jù)攻擊的應(yīng)用場景分為在線攻擊和離線攻擊。3.常見的成員推理攻擊方法常見的成員推理攻擊方法包括影子模型攻擊（ShadowModelAttack）、基于模型置信度的攻擊和基于差分隱私的攻擊模型。（1）

影子模型攻擊（2）基于模型置信度的攻擊（3）

基于差分隱私的攻擊模型4.影子模型攻擊影子模型攻擊是一種針對機(jī)器學(xué)習(xí)模型的成員推斷攻擊（MembershipInferenceAttack）。其核心思想是利用一個(gè)或多個(gè)與目標(biāo)模型訓(xùn)練方式相似的影子模型來推斷某個(gè)數(shù)據(jù)樣本是否被用于目標(biāo)模型的訓(xùn)練集中。5.影子模型攻擊的步驟影子模型攻擊的步驟如下：1.數(shù)據(jù)收集2.影子模型訓(xùn)練3.輸出分析與標(biāo)簽生成4.攻擊模型訓(xùn)練5.攻擊執(zhí)行

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