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野性模式重访:针对训练数据投毒的机器学习安全综述

机器学习 2023-03-10 v3 人工智能 密码学与安全

摘要

机器学习的成功得益于计算能力以及大型训练数据集的日益可用。训练数据被用于学习新模型或更新现有模型,其假设是它足以代表测试时将遇到数据。这一假设受到投毒威胁的挑战,投毒是一种操纵训练数据以在测试时损害模型性能的攻击。尽管投毒在工业应用中已被认为是一种相关威胁,且迄今为止已提出多种不同的攻击与防御,但该领域的完整系统化和批判性回顾仍然缺失。在本综述中,我们提供了机器学习中投毒攻击与防御的全面系统化,回顾了过去 15 年该领域发表的 100 多篇论文。我们首先对当前的威胁模型和攻击进行分类,然后相应地组织现有防御。虽然我们主要关注计算机视觉应用,但我们认为我们的系统化也涵盖了针对其他数据模态的 SOTA 攻击与防御。最后,我们讨论了投毒研究的现有资源,并阐明了该研究领域当前的局限性与开放研究问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.01992,
  title  = {Wild Patterns Reloaded: A Survey of Machine Learning Security against Training Data Poisoning},
  author = {Antonio Emanuele Cinà and Kathrin Grosse and Ambra Demontis and Sebastiano Vascon and Werner Zellinger and Bernhard A. Moser and Alina Oprea and Battista Biggio and Marcello Pelillo and Fabio Roli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.01992},
  year   = {2023}
}

备注

35 pages, Accepted at ACM Computing Surveys