論文の概要: CRFU: Compressive Representation Forgetting Against Privacy Leakage on Machine Unlearning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00062v1
- Date: Thu, 27 Feb 2025 05:59:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-05 19:12:42.754212
- Title: CRFU: Compressive Representation Forgetting Against Privacy Leakage on Machine Unlearning
- Title(参考訳): CRFU: 機械学習におけるプライバシ漏洩を抑える圧縮表現
- Authors: Weiqi Wang, Chenhan Zhang, Zhiyi Tian, Shushu Liu, Shui Yu,
- Abstract要約: 効果的なアンラーニング方法は、訓練されたモデルから指定されたデータの情報を除去し、アンラーニングの前後で同じ入力に対して異なる出力を出力する。
本研究では,非学習者のプライバシー漏洩を防ぐためにCRFU(Compressive Representation Forgetting Unlearning scheme)を導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.061404670832097
- License:
- Abstract: Machine unlearning allows data owners to erase the impact of their specified data from trained models. Unfortunately, recent studies have shown that adversaries can recover the erased data, posing serious threats to user privacy. An effective unlearning method removes the information of the specified data from the trained model, resulting in different outputs for the same input before and after unlearning. Adversaries can exploit these output differences to conduct privacy leakage attacks, such as reconstruction and membership inference attacks. However, directly applying traditional defenses to unlearning leads to significant model utility degradation. In this paper, we introduce a Compressive Representation Forgetting Unlearning scheme (CRFU), designed to safeguard against privacy leakage on unlearning. CRFU achieves data erasure by minimizing the mutual information between the trained compressive representation (learned through information bottleneck theory) and the erased data, thereby maximizing the distortion of data. This ensures that the model's output contains less information that adversaries can exploit. Furthermore, we introduce a remembering constraint and an unlearning rate to balance the forgetting of erased data with the preservation of previously learned knowledge, thereby reducing accuracy degradation. Theoretical analysis demonstrates that CRFU can effectively defend against privacy leakage attacks. Our experimental results show that CRFU significantly increases the reconstruction mean square error (MSE), achieving a defense effect improvement of approximately $200\%$ against privacy reconstruction attacks with only $1.5\%$ accuracy degradation on MNIST.
- Abstract(参考訳): 機械学習により、データ所有者は、トレーニングされたモデルから指定されたデータの影響を消去できる。
残念ながら、最近の研究では、敵は消去されたデータを復元でき、ユーザーのプライバシーに深刻な脅威をもたらすことが示されている。
効果的なアンラーニング方法は、訓練されたモデルから指定されたデータの情報を除去し、アンラーニングの前後で同じ入力に対して異なる出力を出力する。
広告主はこれらの出力差を利用して、復元やメンバーシップ推論攻撃などのプライバシー漏洩攻撃を行うことができる。
しかし、非学習に伝統的な防御を直接適用すると、重要なモデルユーティリティーが劣化する。
本稿では,非学習におけるプライバシー漏洩の防止を目的とした圧縮表現予測学習スキーム (CRFU) を提案する。
CRFUは、訓練された圧縮表現(情報ボトルネック理論による学習)と消去データとの相互情報を最小化し、データの歪みを最大化する。
これにより、モデルの出力に敵が活用できる情報が少ないことが保証される。
さらに、記憶制約と未学習率を導入し、消去されたデータの忘れと学習前の知識の保存とをバランスさせ、精度の低下を低減させる。
理論的分析は、CRFUがプライバシー漏洩攻撃に対して効果的に防御できることを示している。
実験の結果,CRFUは再建平均二乗誤差(MSE)を有意に増加させ,MNISTの精度が1.5 %のプライバシー回復攻撃に対して約200 %の防御効果を達成できた。
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