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2020 年度 実績報告書

情報セキュリティレベルの高いサーバ・クライアント型メディア認識機構の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00235
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 和晃  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10584047)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードメディア認識 / パターン認識 / 情報セキュリティ / クライアント・サーバ / 認識器クローン / プライバシー保護 / Model Inversion Attack
研究実績の概要

クライアントから送信されたメディアデータに対しサーバが認識処理を試み結果を返送する,というクライアント・サーバ型のメディア認識には情報セキュリティ上の課題が存在する.当初想定していた課題は次の二つである.(A)認識結果がクライアントのプライバシーに直結する場合,それがサーバ側に流出する.(B)サーバから返送される認識結果と元のメディアデータの組を多数収集することにより,クライアントがサーバの認識器を模倣・悪用できる.これらに加え,次の課題の存在が研究の進捗とともに明らかとなってきた.(C)サーバが特定の認識結果を出力するようなメディアデータを逆推定することにより,メディア認識器の訓練に用いた訓練データを事実上再現でき,機密情報の暴露につながる.以上(A)~(C)のうち,(A)は平成30年度までの研究で十分な成果が得られたことから,令和2年度は主に(B)(C)に取り組んだ.

(B)に関して,本研究では上述の模倣攻撃により作成された認識器を「認識器クローン」と呼んでいる.令和元年度までは,攻撃対象の認識器の種類(顔認識器,風景画像認識器,動物画像認識器,など)が既知であるという前提の下,認識器クローンに対する防御法を分析したが,令和2年度は,より現実的な設定として,攻撃対象認識器の種類が未知であることを仮定して同様の分析を試みた.結果,攻撃対象認識器の種類が未知であってもリスクは変わらないが,認識器クローンに固有の特性はやはり存在し,過去に開発した防御法は依然として有効であることを明らかにした.

(C)については,攻撃対象の認識器の構造が既知であれば訓練データを高精度に再現できる可能性が令和元年度までの研究で示唆されていたが,令和2年度は,その可能性をより詳細に検討すると共に,構造未知の認識器に対しても同程度の攻撃性能が得られる手法を開発し,リスク回避の必要性を明らかにした.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Model Inversion Attack: Analysis under Gray-box Scenario on Deep Learning based Face Recognition System2021

    • 著者名/発表者名
      Mahdi Khosravy, Kazuaki Nakamura, Yuki Hirose, Naoko Nitta, and Noboru Babaguchi
    • 雑誌名

      KSII Transactions on Internet and Information Systems

      巻: 15 ページ: 1100-1118

    • DOI

      10.3837/tiis.2021.03.015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 画像認識サービスの悪用とその対処法に関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      中村 和晃, 新田 直子, 馬場口 登
    • 雑誌名

      画像ラボ

      巻: 32 ページ: 27-38

  • [学会発表] 構造未知の画像認識器に対するModel Inversion Attackの検討2021

    • 著者名/発表者名
      吉村駿佑, 中村和晃, 新田直子, 馬場口登
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年総合大会
  • [学会発表] Detection of Cloned Recognizers: A Defending Method against Recognizer Cloning Attack2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Mori, Kazuaki Nakamura, Naoko Nitta, and Noboru Babaguchi
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep Face Recognizer Privacy Attack: Model Inversion Initialization by a Deep Generative Adversarial Data Space Discriminator2020

    • 著者名/発表者名
      Mahdi Khosravy, Kazuaki Nakamura, Naoko Nitta, and Noboru Babaguchi
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 画像認識モデルからの情報流出の可能性とその対処法に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      中村和晃, 森勇登, 廣瀬雄基, Mahdi Khosravy, 新田直子, 馬場口登
    • 学会等名
      第26回画像センシングシンポジウム(SSII)
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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