Le paysage de la sécurité des modèles sur appareil iOS
Examen des caractéristiques et des risques de sécurité des modèles sur appareil dans les applis iOS.
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Table des matières
Ces dernières années, les modèles de deep learning sont devenus courants dans les applis de smartphones. Ces modèles aident avec des tâches comme la reconnaissance d'images, les commandes vocales, et plus encore. Il y a deux types de modèles utilisés dans les applis : ceux qui tournent sur l'appareil lui-même (modèles sur appareil) et ceux qui dépendent d'une connexion Internet (modèles sur le cloud). Les modèles sur appareil sont stockés directement sur le smartphone, ce qui les rend plus rapides et plus sécurisés, tandis que les modèles sur le cloud dépendent de l'Internet et peuvent poser des risques pour la vie privée.
Importance des Modèles sur Appareil
Les modèles sur appareil deviennent de plus en plus importants car ils sont utilisés dans de nombreuses applis essentielles, comme les applis bancaires, les réseaux sociaux et l'assistance à la conduite. Ces modèles permettent d'effectuer des tâches sans avoir besoin d'un accès Internet constant, améliorant ainsi l'expérience utilisateur.
Cependant, les études précédentes se sont principalement concentrées sur les appareils Android, révélant que les modèles sur appareil Android sont souvent vulnérables à cause de la nature ouverte de la plateforme. Bien qu'iOS soit tout aussi populaire, il y a eu peu de recherches sur les applis iOS. Cette étude vise à combler cette lacune en examinant l'utilisation des modèles sur appareil dans les applis iOS, leurs implications en matière de Sécurité et comment ils se comparent à leurs homologues Android.
Objectifs de Recherche
Cet article cherche à comprendre les points suivants :
- Quelles sont les caractéristiques qui définissent les modèles sur appareil dans les applis iOS ?
- Pourquoi les développeurs choisissent-ils différents modèles pour les applis sur iOS et Android ?
- À quel point les modèles sur appareil dans iOS sont-ils sécurisés contre les attaques potentielles ?
Exploration des Modèles sur Appareil iOS
Pour analyser les modèles sur appareil dans les applis iOS, un ensemble de données important de 2 907 applis iOS a été collecté depuis l'App Store d'Apple. Parmi celles-ci, 334 applis iOS ont été identifiées comme ayant des modèles sur appareil. L'étude a examiné plusieurs aspects de ces modèles, y compris les frameworks de deep learning utilisés, les fonctionnalités des modèles et les risques de sécurité potentiels.
Frameworks Utilisés
Dans les applis iOS, les frameworks de deep learning populaires incluent Core ML, TensorFlow et TF Lite. Core ML est spécifique à iOS et est conçu pour améliorer la performance des applis. L'étude a découvert que Core ML représentait une part importante des modèles sur appareil dans les applis iOS. Les modèles TensorFlow et TF Lite étaient également répandus, les développeurs les utilisant souvent en fonction des besoins de leurs applis.
Caractéristiques des Modèles sur Appareil
La recherche a révélé que la plupart des modèles sur appareil dans iOS se concentrent sur des tâches de vision par ordinateur, comme la reconnaissance d'images et la détection d'objets. En moyenne, chaque appli contenait 5,54 modèles, certaines applis en utilisant plus de 20 en raison de leurs fonctionnalités étendues.
La taille de ces modèles est un facteur important, surtout en tenant compte des ressources limitées des smartphones. La taille moyenne d'un modèle sur appareil était de 0,45 Mo, ce qui ne représentait qu'une petite partie de la taille totale de l'appli.
Opinions des Développeurs
L'étude visait aussi à comprendre pourquoi les développeurs pourraient choisir différents modèles sur appareil pour la même appli sur différentes plateformes. Les retours des développeurs ont indiqué que des facteurs comme la compatibilité de la plateforme, l'ergonomie et la performance influençaient leurs décisions. Par exemple, certains développeurs ont choisi Core ML sur iOS tout en utilisant TensorFlow sur Android à cause d'une meilleure intégration avec les plateformes respectives.
Sécurité des Modèles sur Appareil
La sécurité des modèles sur appareil était un point clé de cette recherche. Bien que les applis iOS soient souvent considérées comme plus sécurisées en raison de leur écosystème fermé, l'étude a montré que des vulnérabilités existent toujours. Plus précisément, les modèles ne sont pas immunisés contre les Attaques adversariales, qui peuvent manipuler les prédictions des modèles en introduisant des changements subtils dans les données d'entrée.
Méthodes d'Attaque
Pour explorer la robustesse des modèles sur appareil iOS, différentes méthodes d'attaque ont été testées. La recherche a proposé une nouvelle approche pour cibler les modèles en boîte grise sur iOS. Contrairement aux méthodes traditionnelles qui reposaient sur des modèles pré-entraînés, cette approche pouvait identifier des vulnérabilités même sans accès direct aux paramètres des modèles.
Les expériences ont démontré que plusieurs attaques adversariales pouvaient efficacement tromper les modèles dans des applis iOS du monde réel. Par exemple, des tests ont révélé un taux de succès de 75 % pour exploiter certaines vulnérabilités, indiquant que les modèles sur appareil ne sont pas aussi sécurisés qu'on le pensait.
Comparaison avec les Modèles Android
Bien que les modèles iOS aient montré des vulnérabilités, il est important de noter que les modèles sur appareil iOS et Android partagent des similitudes en termes de risques potentiels. De nombreuses applis iOS contenaient des modèles qui avaient des homologues équivalents sur Android, mettant en lumière une zone de préoccupation significative pour les développeurs sur les deux plateformes.
Les résultats de recherche indiquent que 17,63 % des modèles sur appareil ont été trouvés comme étant partagés entre iOS et Android, signifiant que des attaques qui fonctionnent sur une plateforme pourraient potentiellement affecter l'autre.
Conclusion
Cette étude éclaire les caractéristiques et les défis de sécurité des modèles sur appareil utilisés dans les applis iOS. Elle souligne la nécessité pour les développeurs d'être conscients des vulnérabilités existantes et de prendre les précautions nécessaires pour sécuriser leurs applications.
Bien qu'iOS puisse être perçu comme une plateforme plus sécurisée, les résultats suggèrent que les modèles sur appareil sont susceptibles à des menaces comparables à celles de leurs homologues Android. Cela appelle à des mesures de sécurité renforcées et à de meilleures stratégies multiplateformes pour protéger ces modèles et maintenir la confiance des utilisateurs.
De futures recherches devraient continuer à explorer comment ces modèles peuvent être protégés et comment ils performent dans différentes tâches, y compris celles en dehors du domaine de la vision par ordinateur, comme le traitement du langage naturel.
Les résultats de cet article mettent en lumière l'état actuel des modèles sur appareil dans les applications iOS. En fournissant un aperçu de leurs caractéristiques, des choix des développeurs et des préoccupations de sécurité, cette recherche vise à améliorer la compréhension et la sensibilisation parmi les développeurs et les chercheurs.
Il est crucial que les développeurs restent vigilants et proactifs dans l'adoption de pratiques de sécurité robustes pour les modèles sur appareil afin de réduire les risques et de protéger les utilisateurs.
Titre: A First Look at On-device Models in iOS Apps
Résumé: Powered by the rising popularity of deep learning techniques on smartphones, on-device deep learning models are being used in vital fields like finance, social media, and driving assistance. Because of the transparency of the Android platform and the on-device models inside, on-device models on Android smartphones have been proven to be extremely vulnerable. However, due to the challenge in accessing and analysing iOS app files, despite iOS being a mobile platform as popular as Android, there are no relevant works on on-device models in iOS apps. Since the functionalities of the same app on Android and iOS platforms are similar, the same vulnerabilities may exist on both platforms. In this paper, we present the first empirical study about on-device models in iOS apps, including their adoption of deep learning frameworks, structure, functionality, and potential security issues. We study why current developers use different on-device models for one app between iOS and Android. We propose a more general attack against white-box models that does not rely on pre-trained models and a new adversarial attack approach based on our findings to target iOS's gray-box on-device models. Our results show the effectiveness of our approaches. Finally, we successfully exploit the vulnerabilities of on-device models to attack real-world iOS apps.
Auteurs: Han Hu, Yujin Huang, Qiuyuan Chen, Terry Yue Zhuo, Chunyang Chen
Dernière mise à jour: 2023-07-27 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.12328
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.12328
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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