亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

MemDefense: Defending against Membership Inference Attacks in IoT-based Federated Learning via Pruning Perturbations

计算机科学 修剪 推论 物联网 计算机安全 人工智能 机器学习 农学 生物
作者
Meng Shen,Jin Meng,Ke Xu,Shui Yu,Liehuang Zhu
出处
期刊:IEEE Transactions on Big Data [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-13
标识
DOI:10.1109/tbdata.2024.3403388
摘要

Depending on large-scale devices, the Internet of Things (IoT) provides massive data support for resource sharing and intelligent decision, but privacy risks also increase. As a popular distributed learning framework, Federated Learning (FL) is widely used because it does not need to share raw data while only parameters to collaboratively train models. However, Federated Learning is not spared by some emerging attacks, e.g., membership inference attack. Therefore, for IoT devices with limited resources, it is challenging to design a defense scheme against the membership inference attack ensuring high model utility, strong membership privacy and acceptable time efficiency. In this paper, we propose MemDefense, a lightweight defense mechanism to prevent membership inference attack from local models and global models in IoT-based FL, while maintaining high model utility. MemDefense adds crafted pruning perturbations to local models at each round of FL by deploying two key components, i.e., parameter filter and noise generator. Specifically, the parameter filter selects the apposite model parameters which have little impact on the model test accuracy and contribute more to member inference attacks. Then, the noise generator is used to find the pruning noise that can reduce the attack accuracy while keeping high model accuracy, protecting each participant's membership privacy. We comprehensively evaluate MemDefense with different deep learning models and multiple benchmark datasets. The experimental results show that lowcost MemDefense drastically reduces the attack accuracy within limited drop of classification accuracy, meeting the requirements for model utility, membership privacy and time efficiency.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Danta发布了新的文献求助10
12秒前
42秒前
ziyue发布了新的文献求助10
45秒前
46秒前
大晨发布了新的文献求助10
51秒前
54秒前
river_121发布了新的文献求助10
1分钟前
Lan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
大模型应助1123048683wm采纳,获得10
1分钟前
mxczsl完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
腰突患者的科研完成签到,获得积分10
2分钟前
思源应助大晨采纳,获得10
2分钟前
tianshanfeihe完成签到 ,获得积分10
3分钟前
xhsz1111完成签到 ,获得积分10
3分钟前
wakawaka完成签到 ,获得积分10
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
5分钟前
寂寞致幻发布了新的文献求助20
5分钟前
DONG发布了新的文献求助10
5分钟前
陶醉的烤鸡完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
知闲发布了新的文献求助10
6分钟前
SUNny完成签到 ,获得积分10
6分钟前
寂寞致幻完成签到,获得积分10
6分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
7分钟前
KYTQQ完成签到 ,获得积分10
8分钟前
小青年儿完成签到 ,获得积分10
8分钟前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
8分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
10分钟前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
10分钟前
automan发布了新的文献求助10
10分钟前
汉堡包应助river_121采纳,获得30
10分钟前
12分钟前
river_121发布了新的文献求助30
12分钟前
你好完成签到,获得积分10
12分钟前
Emma完成签到 ,获得积分10
12分钟前
13分钟前
Criminology34应助balko采纳,获得10
13分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
The Political Psychology of Citizens in Rising China 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5635044
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4734672
关于积分的说明 14989679
捐赠科研通 4792784
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2559896
邀请新用户注册赠送积分活动 1520161
关于科研通互助平台的介绍 1480221