机器学习中的隐私保护技术
批准号:
62072460
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
陈红
依托单位:
学科分类:
系统软件、数据库与工业软件
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈红
中文摘要
机器学习作为人工智能的核心技术已在多个领域得到应用。它在为人们带来便利的同时也暴露了严重的隐私泄露风险,面临训练数据被过度收集和滥用、训练过程中梯度数据被监听并用于倒推训练数据、参与训练方被污染后探知诚实参与方训练数据、所发布的模型接口和参数被利用来推断训练集成员等威胁。而机器学习的大数据驱动、多源异构、训练算法复杂、模型准确度要求高等特性,给隐私保护带来了巨大的挑战,使得现有的隐私保护方法难以适用。为此本项目拟基于机器学习和联邦学习两种典型场景,围绕机器学习各阶段的隐私泄露风险,深入探索机器学习的隐私保护理论与安全协议,解决隐私安全可度量、数据和模型安全可用、训练过程安全可控的问题。具体研究内容包括数据收集与处理阶段的隐私保护技术、机器学习训练阶段的隐私保护技术、联邦学习训练阶段的隐私保护技术、模型发布阶段的隐私保护技术。旨在突破隐私泄露对机器学习应用的制约,推动人工智能技术进一步发展。
英文摘要
Machine learning is the key technology for artificial intelligence and has been wildly applied in multiple fields. However, it reveals severe privacy and security problems while facilitating people's daily life, such as problems of training data over-collection, reconstruction by gradients spying, colluded participants attacks, attacks by observing prediction interface and parameters, etc. The data-driven, multi-sources, uninterpretable properties of machine learning technologies bring severe challenges for designing privacy-preserving mechanisms for machine learning models. Existing works can hardly solve the challenges. This project is going to design privacy-preserving technologies for classic centralized machine learning and federated learning against privacy leakage risks. It aims to deeply explore privacy theory and secure protocols for machine learning to achieve measurable privacy, usable privacy and controlled privacy. The main methods include privacy-preserving data processing and collection, private training, private federated training, and private model publishing. We attempt to break through the restraint of private and secure machine learning models and boost the development of artificial intelligence.
随着人工智能技术蓬勃发展,机器学习作为人工智能的核心,被广泛应用于推荐系统、社交服务、金融预测以及智能医疗等领域。机器学习通常涉及三个阶段:数据收集和处理、模型训练和模型发布,其中每个阶段都包含着严重的隐私泄露风险。考虑到当下机器学习数据来源更为复杂广泛、模型训练算法通信代价高和计算量大、个性化应用需求多等问题,平衡模型隐私性和可用性变得十分艰巨。为此,本项目深入研究机器学习的隐私保护理论与安全协议、设计更为全面的隐私保护机制,以保障机器学习各阶段的隐私安全。.本项目研究了机器学习的隐私保护理论与安全协议,包括数据收集中的隐私风险评估和度量理论、模型训练中的隐私放大理论和联邦训练中的混洗隐私增强理论。同时,针对数据收集处理阶段,研究了面向基本类型数据的隐私收集技术和面向关联类型数据的隐私收集技术。针对模型训练阶段,研究了隐私风险探查技术和高可用的隐私机制。针对联邦训练方式,研究了联邦训练中的通用隐私架构和面向异构联邦的隐私训练方案。针对模型发布阶段,研究了面向公有云数据的安全查询发布方案,基于知识蒸馏的高可用模型发布方案和面向联邦系统的高可靠隐私发布方案。.项目在执行期间共发表和录用论文68篇,其中,CCF A类英文国际会议及期刊26篇。申请国家发明专利2项。培养博士生与硕士生共21人。
面向物联网搜索的隐私保护理论和关键技术
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批准号:61532021
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项目类别:重点项目
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资助金额:280.0万元
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批准年份:2015
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负责人:陈红
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依托单位:
无线传感器网络复杂查询处理技术研究
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批准号:61070056
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈红
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依托单位:
无线传感器网络查询处理新技术研究
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批准号:60673138
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项目类别:面上项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2006
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负责人:陈红
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依托单位:
面向分析的高性能数据库关键技术研究
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批准号:60273017
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2002
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负责人:陈红
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依托单位:
国内基金
海外基金