論文の概要: Speech privacy-preserving methods using secret key for convolutional neural network models and their robustness evaluation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03897v1
- Date: Wed, 7 Aug 2024 16:51:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-08 17:30:30.204821
- Title: Speech privacy-preserving methods using secret key for convolutional neural network models and their robustness evaluation
- Title(参考訳): 畳み込みニューラルネットワークモデルにおける秘密鍵を用いた音声プライバシー保護手法とその堅牢性評価
- Authors: Shoko Niwa, Sayaka Shiota, Hitoshi Kiya,
- Abstract要約: 信頼できないサードパーティがCNNベースのシステムを提供している環境では、音声クエリのプライバシが不可欠である。
本稿では,秘密鍵を用いた音声クエリの暗号化手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.762345156477736
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we propose privacy-preserving methods with a secret key for convolutional neural network (CNN)-based models in speech processing tasks. In environments where untrusted third parties, like cloud servers, provide CNN-based systems, ensuring the privacy of speech queries becomes essential. This paper proposes encryption methods for speech queries using secret keys and a model structure that allows for encrypted queries to be accepted without decryption. Our approach introduces three types of secret keys: Shuffling, Flipping, and random orthogonal matrix (ROM). In experiments, we demonstrate that when the proposed methods are used with the correct key, identification performance did not degrade. Conversely, when an incorrect key is used, the performance significantly decreased. Particularly, with the use of ROM, we show that even with a relatively small key space, high privacy-preserving performance can be maintained many speech processing tasks. Furthermore, we also demonstrate the difficulty of recovering original speech from encrypted queries in various robustness evaluations.
- Abstract(参考訳): 本稿では,音声処理タスクにおける畳み込みニューラルネットワーク(CNN)に基づくモデルのための秘密鍵を用いたプライバシ保護手法を提案する。
クラウドサーバのような信頼できないサードパーティがCNNベースのシステムを提供している環境では、音声クエリのプライバシが不可欠である。
本稿では,秘密鍵を用いた音声クエリの暗号化手法を提案する。
提案手法では,シャッフル,フリップ,ランダム直交行列(ROM)の3種類の秘密鍵を導入する。
実験では,提案手法を正しいキーで使用する場合,識別性能は劣化しなかった。
逆に、間違ったキーを使用すると、性能が大幅に低下する。
特に、ROMを用いることで、比較的小さなキー空間であっても、高いプライバシー保護性能を維持できることが示される。
さらに,様々なロバスト性評価において,暗号化されたクエリからオリジナル音声を復元することが困難であることを示す。
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