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👥 作者: Baran Can Gül, Hanuma Siddhartha Tunuguntla, Anjana Arvind Naik, Abhishek Vijay Potekar, Nasser Jazdi, Michael Weyrich

本文提出了一种面向联邦驾驶员监控场景的隐私保护框架 SecureDrive-FL,核心解决联邦学习中梯度更新在传输过程中易被中间人(MitM)窃听以及模型投毒攻击破坏全局收敛的问题。作者首先提出 GASHE(梯度感知选择性同态加密)策略,该策略不再像传统静态分层或全参数 CKKS 方案那样对所有梯度统一加密,而是动态识别并仅加密超过 DP 校准敏感度阈值的梯度分量,从而显著降低加密开销。在此基础上,SecureDrive-FL 将 DP-SGD 与 GASHE 耦合,形成首个闭环的 DP+HE 隐私流水线:DP-SGD 的校准参数直接推导出 GASHE 的加密掩码,将训练时隐私与通信时机密性统一起来。实验基于十类分心驾驶员分类任务,在非独立同分布(non-IID)联邦划分下评估,结果表明 SecureDrive-FL 在与仅 DP-SGD 相当的抗投毒能力(准确率 73.6% vs 74.0%,攻击成功率均为 3.9%)的同时,还能抵御 MitM 窃听,而仅 DP-SGD 在窃听下准确率从 78.2% 骤降至接近随机的 10.4%。此外,相对仅 DP-SGD,SecureDrive-FL 仅引入约 8%-10% 的额外运行开销,且实验在 DP-SGD 噪声注入下每轮隐私参数 epsilon_0=4 进行。该研究适合隐私计算、联邦学习安全、边缘智能监控系统方向的研究者与工程师阅读。

💡 推荐理由: 本文为联邦学习中梯度泄露与投毒攻击提供了一种可落地的联合防护方案,DP 与选择性同态加密的闭环设计降低了性能开销,对实际隐私敏感的边缘监控场景具有参考价值。

🎯 建议动作: 研究跟进

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