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# Informática # Aprendizaje automático # Criptografía y seguridad

Equilibrando Privacidad y Rendimiento en el Entrenamiento de IA

Un nuevo método asegura la privacidad de los datos mientras ajusta modelos de IA.

Philip Zmushko, Marat Mansurov, Ruslan Svirschevski, Denis Kuznedelev, Max Ryabinin, Aleksandr Beznosikov

― 7 minilectura


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A medida que avanza la tecnología, los Modelos de aprendizaje profundo se están volviendo más grandes y complejos. Este crecimiento lleva a mucha gente a usar APIs de fine-tuning para mejorar estos modelos. Piensa en estas APIs como entrenadores personales para máquinas. Ayudan a ajustar el modelo para que rinda mejor según los datos que proporciona un cliente. Sin embargo, hay un problema: mientras intentas hacer que tu modelo sea más inteligente, tus datos privados podrían estar menos seguros.

El Desafío con las APIs

Cuando un cliente usa una API de fine-tuning, envía sus datos a un servidor que aloja el modelo. El servidor se encarga de entrenar el modelo con los datos del cliente. El problema es que este proceso puede poner en riesgo información sensible. Imagínate esto: estás compartiendo tus registros de salud con un entrenador personal que intenta ayudarte. ¿Qué pasaría si ese entrenador accidentalmente comparte tus secretos?

Las principales preocupaciones al usar estas APIs giran en torno a la privacidad. Específicamente, existe el riesgo de que el proveedor de la API pueda acceder a los datos del cliente, o que alguien pueda espiar los datos mientras se están enviando. Esto significa que incluso si el proveedor de la API es de confianza, eso no garantiza la privacidad de los datos.

El Enfoque de Aprendizaje Federado Vertical

Una posible respuesta a este problema de privacidad es algo llamado aprendizaje federado vertical. En términos simples, es una forma de que diferentes partes trabajen juntas para entrenar un modelo sin compartir sus datos privados. Imagina a un grupo de amigos jugando a un juego donde todos saben un poco, pero solo pueden compartir ciertas pistas sin dar todas las respuestas.

En este esquema, una parte, el servidor, tiene el modelo preentrenado, mientras que el cliente tiene los datos privados. El objetivo es ajustar el modelo mientras se mantienen seguros las Etiquetas del cliente.

Un Nuevo Método: P EFT

Los autores de un estudio han propuesto un nuevo enfoque llamado P EFT, que significa fine-tuning eficiente en parámetros y que preserva la privacidad. Este método se enfoca en mantener la privacidad durante el entrenamiento de grandes modelos usando una API. Es como construir un sistema de seguridad alrededor de tu entrenador mientras trabaja con tus datos.

Mientras que métodos anteriores han intentado mantener los datos seguros, a menudo lucharon para lograrlo. El nuevo enfoque utiliza propiedades existentes del fine-tuning eficiente en parámetros para proporcionar una mejor capa de privacidad sin sacrificar el rendimiento.

¿Cómo Funciona P EFT?

Aquí tienes un desglose sencillo: P EFT se centra en dividir el proceso de aprendizaje. El servidor se encarga del trabajo pesado procesando datos y entrenando el modelo, mientras que el cliente retiene las etiquetas sensibles. De esta manera, las partes sensibles permanecen con el cliente, reduciendo la posibilidad de una filtración.

P EFT está diseñado para permitir que el modelo se entrene de manera eficiente mientras también asegura que la información privada del cliente siga oculta. El enfoque principal está en las etiquetas del cliente. Este método mezcla los datos de entrenamiento de tal manera que se mantienen seguros, incluso cuando se ajusta el modelo.

Probando el Agua

Para asegurarse de que este nuevo método funcione, los autores probaron P EFT en varios modelos de lenguaje populares. Usaron grandes modelos como DeBERTa, Flan-T5 y LLaMA-2—piensa en ellos como atletas de élite en el mundo del entrenamiento. El objetivo era ver si P EFT podría mejorar la privacidad mientras aún ofrecía buenos resultados en términos de precisión.

Entonces, ¿cómo les fue? Bueno, los autores encontraron que su nuevo método logró mantener una precisión competitiva y privacidad al mismo tiempo. Es como ir al gimnasio y aún disfrutar de una pizza—¡el equilibrio es clave!

La Importancia de la Privacidad en la Era Digital

¿Por qué es tan vital mantener los datos privados? En nuestro mundo digital, la gente está preocupada por su información personal, ya sea registros médicos, datos financieros, o incluso sus hábitos en línea. Con eventos recientes destacando brechas de datos, la necesidad de privacidad en el aprendizaje automático nunca ha sido tan importante.

Al usar métodos como P EFT, los Clientes pueden sentirse más seguros al usar APIs de fine-tuning. Pueden entrenar sus modelos sin preocuparse de que su información sensible se filtre al mundo exterior.

Comparando Técnicas

Si bien hay varias formas de manejar la privacidad en el fine-tuning, P EFT se destaca porque está diseñado específicamente para configuraciones de dos partes. En contraste, muchos métodos existentes o bien no logran mantener la privacidad o requieren configuraciones complicadas.

Eso es como tratar de hornear un pastel con una receta llena de pasos confusos—podrías terminar con un desastre en lugar de un manjar. P EFT ofrece una solución más limpia y comprensible, manteniendo las cosas simples pero efectivas.

Aplicaciones en el Mundo Real

Imagina que eres un médico que quiere mejorar su modelo de diagnóstico con datos de pacientes. Al usar un servicio que implemente P EFT, puedes asegurarte de que la privacidad de tus pacientes esté protegida mientras aún te beneficias de los avances en aprendizaje automático.

Lo mismo se aplica a las empresas que quieren mantener sus secretos comerciales a salvo mientras mejoran sus modelos. P EFT les permite colaborar sin miedo a exponer información confidencial.

Técnicas de Preservación de Privacidad en Acción

Los investigadores detrás de P EFT llevaron a cabo una serie de pruebas. Comenzaron entrenando un modelo sin ninguna medida de privacidad, lo que mostró lo fácil que era descubrir las etiquetas del cliente. Era como poner un letrero en tu jardín diciendo: "Todos los objetos de valor escondidos adentro, ¡por favor tómalo!"

Luego aplicaron sus técnicas de preservación de la privacidad. Los resultados fueron alentadores. Mostraron una reducción significativa en la vulnerabilidad de las etiquetas sensibles del cliente, haciendo más difícil que entidades no autorizadas accedieran a ellas. Es como actualizar de una cerradura endeble a un sistema de seguridad de alta tecnología.

¿Qué Sigue?

Los investigadores creen que P EFT podría expandirse para proteger tanto las entradas como las etiquetas. Esto aumentaría aún más las medidas de privacidad, creando una fortaleza alrededor de los datos sensibles. Futuros estudios podrían explorar cómo este enfoque se puede combinar con técnicas existentes para ofrecer una mejor protección.

Además, a medida que las empresas y la tecnología continúan evolucionando, será vital examinar cómo las relaciones a largo plazo entre clientes y proveedores de servicios impactan la privacidad. Después de todo, cuanto más tiempo trabajas con alguien, más oportunidades hay de que la información se deslice entre los dedos.

Conclusión

En conclusión, a medida que profundizamos en el mundo de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, mantener nuestros datos a salvo nunca ha sido tan crucial. El auge de grandes modelos y APIs de fine-tuning ofrece muchos beneficios, pero también debemos abordar las preocupaciones de privacidad que vienen con ellos.

P EFT representa un avance en el equilibrio de estas preocupaciones. Al centrarse en la privacidad durante el proceso de aprendizaje, permite a los usuarios aprovechar la tecnología avanzada sin comprometer la seguridad de su información privada.

Así que, la próxima vez que pienses en usar una API de fine-tuning, recuerda P EFT. ¡Puede ser el salvavidas que tus datos necesitan mientras nadan en el vasto mar de información!

Fuente original

Título: Label Privacy in Split Learning for Large Models with Parameter-Efficient Training

Resumen: As deep learning models become larger and more expensive, many practitioners turn to fine-tuning APIs. These web services allow fine-tuning a model between two parties: the client that provides the data, and the server that hosts the model. While convenient, these APIs raise a new concern: the data of the client is at risk of privacy breach during the training procedure. This challenge presents an important practical case of vertical federated learning, where the two parties perform parameter-efficient fine-tuning (PEFT) of a large model. In this study, we systematically search for a way to fine-tune models over an API while keeping the labels private. We analyze the privacy of LoRA, a popular approach for parameter-efficient fine-tuning when training over an API. Using this analysis, we propose P$^3$EFT, a multi-party split learning algorithm that takes advantage of existing PEFT properties to maintain privacy at a lower performance overhead. To validate our algorithm, we fine-tune DeBERTa-v2-XXLarge, Flan-T5 Large and LLaMA-2 7B using LoRA adapters on a range of NLP tasks. We find that P$^3$EFT is competitive with existing privacy-preserving methods in multi-party and two-party setups while having higher accuracy.

Autores: Philip Zmushko, Marat Mansurov, Ruslan Svirschevski, Denis Kuznedelev, Max Ryabinin, Aleksandr Beznosikov

Última actualización: 2024-12-21 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.16669

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.16669

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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