論文の概要: From Multiplicity to Vulnerability: Privacy Amplification Risk from One-Dataset-Multiple-Model Exposure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.05111v1
- Date: Mon, 06 Jul 2026 14:04:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:30.183916
- Title: From Multiplicity to Vulnerability: Privacy Amplification Risk from One-Dataset-Multiple-Model Exposure
- Title(参考訳): マルチプライオリティから脆弱性へ:1データセット・マルチモデル露光によるプライバシーの増幅リスク
- Abstract要約: 本研究は, 1-dataset-multiple-model (ODMM) 設定がプライバシー漏洩を著しく増幅することを明らかにする。
ODMMモデルに対するブラックボックスアクセスでは、個々のODMMモデルによってリークされたプライバシー信号の集合的識別を行うアグリゲーション機構を設計する。
その結果,ODMMモデル全体にわたるデータセットの再利用が,プライバシーを著しく損なうという強い証拠が得られた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.343372735919292
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: To efficiently exploit a valuable data source (e.g., facial or medical images), it is frequently harnessed to fulfill multiple learning objectives (e.g., facial recognition, age estimation, and race classification). Each trained model is then deployed as an independent API service for corresponding inference. However, the privacy risk introduced by this one-dataset-multiple-model (ODMM) paradigm is completely overlooked by the community. For the first time, this work reveals that the ODMM setting substantially amplifies privacy leakage. We establish a theoretical framework that proves that privacy leakage accumulates as more ODMM models are exposed, a phenomenon we term ODMM privacy composition. Guided by this theoretical foundation, we propose PRIME (Privacy Amplification RIsk from One-Dataset-Multiple-Model Exposure) to systematically assess this risk and quantify the resulting leakage using membership inference attacks (MIAs). Under black-box access to ODMM models, we design an aggregation mechanism that collectively captures carefully identified privacy signals leaked by individual ODMM models, and construct an attack meta-classifier over the aggregated meta-information to infer the membership status of a given sample jointly. Our results provide strong evidence that dataset reuse across ODMM models strikingly jeopardizes privacy, which is consistently evident across five privacy-sensitive image and textual benchmark datasets and diverse model architectures (from ResNet and ViT to Qwen3-1.7B), spanning three domains: facial analysis, medical imaging, and textual attribution analysis. While mitigations such as differential privacy can reduce the effectiveness of PRIME with trade-offs, our attack still consistently outperforms single-task MIAs.
- Abstract(参考訳): 価値あるデータソース(例えば、顔や医療画像)を効率的に活用するために、複数の学習目的(例えば、顔認識、年齢推定、人種分類)を達成するために頻繁に利用される。
トレーニングされた各モデルは、対応する推論のための独立したAPIサービスとしてデプロイされる。
しかし、この1データセット・マルチモデル(ODMM)パラダイムによってもたらされるプライバシーリスクは、コミュニティによって完全に見過ごされている。
この研究は、ODMM設定がプライバシー漏洩を著しく増幅していることを初めて明らかにした。
我々は、より多くのODMMモデルが露出するにつれてプライバシー漏洩が蓄積することを示す理論的枠組みを確立し、この現象をODMMプライバシ構成と呼ぶ。
この理論の基礎を導いたPRIME(Privacy Amplification RIsk from One-Dataset-Multiple-Model Exposure)を提案する。
ODMMモデルに対するブラックボックスアクセスでは,個々のODMMモデルから流出したプライバシー信号の集合的識別を行うアグリゲーション機構を設計し,アグリゲーションされたメタ情報上に攻撃メタ分類器を構築し,与えられたサンプルのメンバシップステータスを共同で推定する。
我々の結果は、ODMMモデル全体にわたるデータセットの再利用が、プライバシーを著しく損なうという強い証拠を提供する。これは、プライバシーに敏感な5つの画像およびテキストベンチマークデータセットと多種多様なモデルアーキテクチャ(ResNet、ViT、Qwen3-1.7B)で一貫して明らかであり、顔分析、医用画像、テキスト属性分析の3つの領域にまたがる。
差分プライバシーなどの緩和は、トレードオフによるPRIMEの有効性を低下させる可能性があるが、我々の攻撃はシングルタスクMIAよりも一貫して上回っている。
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