論文の概要: Similarity Is Not Validity: Defending LLM Semantic Caches Against Poisoning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35908v1
- Date: Mon, 28 Sep 2026 06:52:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-30 21:28:46.885858
- Title: Similarity Is Not Validity: Defending LLM Semantic Caches Against Poisoning
- Title(参考訳): 類似性は有効ではない: LLMセマンティックキャッシュを毒殺から守る
- Abstract要約: キャッシュ中毒攻撃は、検索の類似性と回答の妥当性のギャップを悪用する。
本稿では,キャッシュキーの原文から必要な情報を復元する新しいディフェンスを提案する。
3つの攻撃クラスにまたがって、当社の防衛ブロックは82.0%から98.2%の毒物が5%の偽陽性率で供給され、オーバーヘッドは無視できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 29.92486382456497
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Semantic caches reduce LLM serving costs by reusing previously generated answers for semantically similar queries. However, retrieval is based solely on embedding similarity between the incoming query and cached queries. This design enables cache poisoning: an attacker can cache a malicious response under a query with high cosine similarity to benign requests. The vulnerability stems from a gap between retrieval similarity and answer validity. From an information-bottleneck perspective, query embeddings can lose information needed to distinguish valid from invalid cache hits, which limits any matching algorithm that uses only these embeddings. We propose a novel defense that recovers this necessary information from the raw text of the cache key. Across poisoning attacks, adversarial queries share a rewrite-residual structure: they pair a rewrite of the target query with residual content. The rewrite maintains high similarity, while the residual elicits the malicious response. Deleting the residual makes the remaining rewrite more similar to the incoming query. We exploit this structure using Deletion Gain to search shortened variants of the cached query for similarity gains, and an Answer Check to test whether the removed text contributes to the stored answer. We prove that Deletion Gain stays positive when a deletion leaves text close enough to the rewrite, and we search for such deletions with a sliding window. Across three poisoning attack classes, our defense blocks 82.0% to 98.2% of poisoned entries at a 5% false-positive rate, with negligible serving overhead.
- Abstract(参考訳): セマンティックキャッシュは、セマンティックに類似したクエリに対して以前に生成された回答を再利用することで、LCMのサービスコストを低減する。
しかし、検索は、入ってくるクエリとキャッシュされたクエリの埋め込み類似性のみに基づいている。
攻撃者は、良質な要求とコサインの類似度が高いクエリの下で悪意のあるレスポンスをキャッシュすることができる。
この脆弱性は、検索の類似性と回答の妥当性のギャップに起因している。
インフォメーション・ブートネックの観点からは、クエリの埋め込みは、無効なキャッシュヒットとを区別するために必要な情報を失う可能性がある。
本稿では,キャッシュキーの原文から必要な情報を復元する新しい防衛手法を提案する。
毒殺攻撃全体にわたって、敵クエリはリライト-残留構造を共有し、ターゲットクエリのリライトと残量とのペアリングを行う。
書き直しは高い類似性を維持し、残余は悪意のある応答を誘発する。
残余を削除することで、残りの書き直しは、より入ってくるクエリに似ています。
Deletion Gain を用いてキャッシュされたクエリの短縮変種を類似性ゲインとして検索し、Answer Check を用いて削除したテキストが格納された回答に寄与するかどうかを検証する。
削除が書き直しに十分近いテキストを残した場合、削除ゲインが肯定的であることを証明し、スライドウィンドウでそのような削除を検索する。
3つの攻撃クラスにまたがって、当社の防衛ブロックは82.0%から98.2%の毒物が5%の偽陽性率で供給され、オーバーヘッドは無視できる。
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