Membership inference (MI) attacks highlight a privacy weakness in present stochastic training methods for neural networks. It is not well understood, however, why they arise. Are they a natural consequence of imperfect generalization only? Which underlying causes should we address during training to mitigate these attacks? Towards answering such questions, we propose the first approach to explain MI attacks and their connection to generalization based on principled causal reasoning. We offer causal graphs that quantitatively explain the observed MI attack performance achieved for $6$ attack variants. We refute several prior non-quantitative hypotheses that over-simplify or over-estimate the influence of underlying causes, thereby failing to capture the complex interplay between several factors. Our causal models also show a new connection between generalization and MI attacks via their shared causal factors. Our causal models have high predictive power ($0.90$), i.e., their analytical predictions match with observations in unseen experiments often, which makes analysis via them a pragmatic alternative.


翻译:成员攻击(MI)凸显了目前神经网络的随机训练方法的隐私弱点。 但是,人们并不清楚为什么会出现这种训练方法。 它们是否只是不完善的概括化的自然结果? 培训期间我们应该解决哪些根本原因来减轻这些攻击? 为了回答这些问题,我们建议了第一个方法来解释军事攻击及其与基于原则性推理的概括化的联系。 我们提供了因果图表,从数量上解释观察到的军事攻击性能达到的6美元攻击变异。我们驳斥了以前一些非定量的假设,这些假设过分简单化或高估了根本原因的影响,从而未能捕捉到若干因素之间的复杂相互作用。我们的因果模型还表明,通过共同的因果关系因素,一般化与军事攻击之间有了新的联系。我们的因果模型具有高度的预测力(0.90美元),即其分析预测与秘密实验中观测的结果往往相符,通过这些分析结果使分析成为一种务实的替代办法。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
241+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
100+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月20日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员