Federated Learning: Data Poisoning Attacks in Computer Networks

핵심 개념

Data poisoning attacks in federated learning can significantly impact server accuracy and ASR, with LF attacks failing and FP attacks proving effective.

초록

In this study, the severity of data poisoning attacks in computer networks, specifically LF and FP attacks, was explored. LF attacks failed to fool the server, while FP attacks showed effectiveness. The experiments were conducted on CIC and UNSW datasets, with varying poisoning percentages. LF attacks resulted in a significant drop in server accuracy, making them easily detectable, while FP attacks remained undetectable, posing a significant threat. The study highlighted the importance of understanding and mitigating data poisoning attacks in FL settings.

통계

Mit einem 1% LF-Angriff auf CIC betrug die Genauigkeit etwa 0,0428 und die ASR 0,9564.
Mit einem 1% FP-Angriff auf CIC betrug die Genauigkeit und ASR jeweils etwa 0,9600.

인용구

"Mit einem 1% LF-Angriff auf CIC betrug die Genauigkeit etwa 0,0428 und die ASR 0,9564."
"FP-Angriffe sind schwer zu erkennen, während LF-Angriffe leicht zu erkennen sind."

핵심 통찰 요약

Federated Learning Under Attack

by Ehsan Nowroo... 게시일 arxiv.org 03-06-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.02983.pdf

더 깊은 질문

Wie können FL-Systeme effektiv gegen FP-Angriffe geschützt werden?

Um FL-Systeme wirksam vor FP-Angriffen zu schützen, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden. Eine Möglichkeit besteht darin, robuste Überwachungsmechanismen zu implementieren, die verdächtige Aktivitäten erkennen und darauf reagieren können. Dies kann durch die regelmäßige Überprüfung von Modellen und Daten auf Anomalien erfolgen. Des Weiteren ist die Implementierung von Verschlüsselungstechniken für den Datenaustausch zwischen den beteiligten Geräten oder Servern entscheidend, um die Integrität der Daten zu gewährleisten. Zudem können Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen implementiert werden, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Benutzer auf das System zugreifen können. Darüber hinaus ist eine kontinuierliche Schulung und Sensibilisierung der Benutzer über potenzielle Bedrohungen und Sicherheitspraktiken unerlässlich, um die Sicherheit des FL-Systems zu gewährleisten.

Welche Auswirkungen haben diese Angriffe auf die Integrität von Daten in verteilten Systemen?

FP-Angriffe können erhebliche Auswirkungen auf die Integrität von Daten in verteilten Systemen haben, insbesondere in FL-Systemen. Durch die Manipulation wichtiger Merkmale in den Daten können Angreifer das Trainingsverhalten von Modellen beeinflussen und die Genauigkeit der Vorhersagen verfälschen. Dies kann zu falschen Entscheidungen führen und die Zuverlässigkeit des gesamten Systems beeinträchtigen. Darüber hinaus können FP-Angriffe das Vertrauen in das System untergraben und die Datenschutz- und Sicherheitsrisiken erhöhen, da manipulierte Daten zu falschen Schlussfolgerungen führen können. Insgesamt gefährden FP-Angriffe die Integrität und Vertraulichkeit der Daten in verteilten Systemen und erfordern daher robuste Sicherheitsmaßnahmen, um ihnen entgegenzuwirken.

Wie können Erkenntnisse aus dieser Studie auf andere Bereiche der Cybersicherheit übertragen werden?

Die Erkenntnisse aus dieser Studie zu FP-Angriffen in FL-Systemen können auf andere Bereiche der Cybersicherheit übertragen werden, insbesondere auf datengetriebene Sicherheitsmaßnahmen. Durch das Verständnis der Angriffsmuster und Schwachstellen können Sicherheitsexperten präventive Maßnahmen entwickeln, um ähnliche Angriffe in verschiedenen Systemen zu verhindern. Darüber hinaus können die in dieser Studie identifizierten Angriffsszenarien als Grundlage für die Entwicklung von Sicherheitsrichtlinien und -verfahren dienen, um die Integrität und Vertraulichkeit von Daten in verschiedenen IT-Systemen zu schützen. Die Erkenntnisse können auch dazu beitragen, das Bewusstsein für die Bedeutung von Sicherheitsmaßnahmen in verteilten Systemen zu schärfen und die Entwicklung von Sicherheitslösungen voranzutreiben.