P-Tracing: 基于可控数据增强和多任务学习的可溯源模型指纹方法
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国家重点研发计划(2021YFB2700900); 国家自然科学基金(62172232, 62172233); 江苏省杰出青年基金(BK20200039)


P-Tracing: Fingerprinting Method for Traceable Model Based on Controlled Data Augmentation and Multi-task Learning
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    摘要:

    目前, 人工智能模型版权保护研究主要集中在水印技术的鲁棒性和模型精度提升, 而对于模型溯源追踪的研究仍然较少. 针对多用户模式下盗版难于追踪的问题, 提出了一个支持盗版溯源的模型指纹框架. 该框架为每个用户随机抽取唯一的可控数据增强组合, 基于此生成各用户的溯源指纹集. 接着结合多任务学习技术, 利用指纹集同时再训练源模型和接收源模型输出的溯源模型. 再训练完成后, 嵌入独特指纹集特征的源模型转化为用户专有模型, 溯源模型则能根据指纹集在对应专有模型上的预测结果推断出对应用户, 实现溯源有效性和专有模型性能之间的平衡. 在CIFAR10和Fashion-MNIST数据集上的实验结果表明, 所提出的方法在盗版检测和溯源追踪任务上均达到了90%以上的准确度, 验证了其在不同任务场景下的有效性.

    Abstract:

    Currently, research on artificial intelligence model copyright protection primarily focuses on the robustness of watermarking techniques and the enhancement of model accuracy, while model traceability remains relatively under explored. To address the challenge of tracking piracy in multi-user environments, a model fingerprinting framework enabling piracy traceability is proposed. In this framework, a unique and controllable data augmentation combination is randomly assigned to each user, based on which a traceable fingerprint set is generated. Multi-task learning techniques are then employed to simultaneously retrain the source model and the traceability model, which receives outputs from the source model, using the fingerprint sets. After retraining, the source model is transformed into a user-specific model with embedded features from the unique fingerprint set. The traceability model is capable of inferring the corresponding user based on the prediction results of the fingerprint set from the respective proprietary model. This approach maintains a balance between traceability effectiveness and the performance of proprietary models. Experimental results on the CIFAR10 and Fashion-MNIST datasets demonstrate that the proposed method achieves over 90% accuracy in both piracy detection and traceability tasks, confirming its effectiveness across various task scenarios.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈先意,徐静雯,张欢,张圣林,刘庆程. P-Tracing: 基于可控数据增强和多任务学习的可溯源模型指纹方法.计算机系统应用,2025,34(9):46-56

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  • 收稿日期:2025-01-10
  • 最后修改日期:2025-01-26
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  • 在线发布日期: 2025-07-14
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