BiShield-TEE:论端侧 TEE 保护的 LLM 分区中单侧权重混淆的(不)安全性
BiShield-TEE: On the (In-)Security of Unilateral Weight Obfuscation in On-Device TEE-Shielded LLM Partition
精选理由
揭示单侧权重混淆的安全漏洞,并提出双侧混淆方案,在提升推理效率的同时加强端侧模型保护。
AI 摘要
出于延迟和隐私需求,大语言模型(LLM)的端侧部署日益普及,但这也使专有模型面临逆向工程和知识产权窃取的风险。可信执行环境(TEE)为端侧推理提供了硬件强制隔离,然而,大多数基于 TEE 的参数混淆方法依赖单侧矩阵变换,仅对输出侧进行混淆。我们发现了这一设计中的一个漏洞,称为 \emph{解的确定性属性(SDP)}:混淆秘密可被唯一确定,从而暴露真实密钥的结构,使攻击者能够破解保护。在我们的攻击下,代表性方法 \textsc{GroupCover} 和 \textsc{ArrowCloak} 的保护效果降至可忽略不计,攻击准确率达到完全屏蔽黑盒基线的 $2.4\times$ 以上,并恢复了近乎完整的模型功能。为解决这一漏洞,我们提出了 \textsc{BiShield-TEE},这是一个双侧框架,通过对输入和输出维度进行联合混淆来产生\emph{歧义解},将真实密钥隐藏在众多同样有效的候选密钥之中。在多种模型和数据集上的实验表明,\textsc{BiShield-TEE} 将攻击准确率限制在完全屏蔽黑盒基线水平,同时在真实硬件上实现了比以往方法更高的推理效率。我们的代码已公开,地址为 https://github.com/laduiw/BiShield-TEE。