論文の概要: FedSpy-LLM: Towards Scalable and Generalizable Data Reconstruction Attacks from Gradients on LLMs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.06297v1
- Date: Tue, 07 Apr 2026 17:19:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-09 17:30:51.160341
- Title: FedSpy-LLM: Towards Scalable and Generalizable Data Reconstruction Attacks from Gradients on LLMs
- Title(参考訳): FedSpy-LLM: LLM上のグラディエントからのスケーラブルで一般化可能なデータ再構成攻撃を目指して
- Authors: Syed Irfan Ali Meerza, Feiyi Wang, Jian Liu,
- Abstract要約: FedSpy-LLMはスケーラブルで一般化可能なデータ再構成攻撃であり、より大きなバッチサイズと長いシーケンスでトレーニングデータを再構築するように設計されている。
FedSpy-LLMの中核は、勾配の階数不足と部分空間構造を利用する新しい勾配分解戦略である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.64107540070383
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Given the growing reliance on private data in training Large Language Models (LLMs), Federated Learning (FL) combined with Parameter-Efficient Fine-Tuning (PEFT) has garnered significant attention for enhancing privacy and efficiency. Despite FL's privacy benefits, prior studies have shown that private data can still be extracted from shared gradients. However, these studies, mainly on full-parameter model training, are limited to reconstructing small batches, short input sequences, and specific model architectures, such as encoder-based or decoder-based models. The reconstruction quality becomes even worse when dealing with gradients from PEFT methods. To fully understand the practical attack surface of federated LLMs, this paper proposes FedSpy-LLM, a scalable and generalizable data reconstruction attack designed to reconstruct training data with larger batch sizes and longer sequences while generalizing across diverse model architectures, even when PEFT methods are deployed for training. At the core of FedSpy-LLM is a novel gradient decomposition strategy that exploits the rank deficiency and subspace structure of gradients, enabling efficient token extraction while preserving key signal components at scale. This approach further mitigates the reconstruction challenges introduced by PEFT's substantial null space, ensuring robustness across encoder-based, decoder-based, and encoder-decoder model architectures. Additionally, by iteratively aligning each token's partial-sequence gradient with the full-sequence gradient, FedSpy-LLM ensures accurate token ordering in reconstructed sequences.
- Abstract(参考訳): LLM(Large Language Models)のトレーニングにおけるプライベートデータへの依存度が高まる中、フェデレートラーニング(Federated Learning, FL)とパラメータ効率の良いファインチューニング(PEFT)が組み合わさって、プライバシと効率の向上に大きな注目を集めている。
FLのプライバシー上の利点にもかかわらず、以前の研究では、プライベートデータは共有勾配から抽出可能であることが示されている。
しかし、これらの研究は主にフルパラメータモデルのトレーニングであり、小さなバッチ、短い入力シーケンス、エンコーダベースのモデルやデコーダベースのモデルのような特定のモデルアーキテクチャの再構築に限られている。
PEFT法からの勾配処理では, 復元品質がさらに悪化する。
本稿では,FedSpy-LLMを提案する。FedSpy-LLMは,多種多様なモデルアーキテクチャを対象とし,PEFT法をトレーニング用に展開した場合でも,より大きなバッチサイズと長いシーケンスでトレーニングデータを再構築する。
FedSpy-LLMの中核は、勾配の階数不足と部分空間構造を利用して、キー信号成分を大規模に保存しながら効率的なトークン抽出を可能にする、新しい勾配分解戦略である。
このアプローチは、PEFTの実質的なヌル空間によってもたらされる再構成の課題をさらに軽減し、エンコーダベース、デコーダベース、エンコーダ-デコーダモデルアーキテクチャ間の堅牢性を保証する。
さらに、各トークンの部分シーケンス勾配を全シーケンス勾配に反復的に整列することにより、FedSpy-LLMは再構成シーケンスにおける正確なトークン順序付けを保証する。
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