{"id":169914,"date":"2023-02-26T18:03:19","date_gmt":"2023-02-26T17:03:19","guid":{"rendered":"https:\/\/datascientest.com\/de\/?p=169914"},"modified":"2023-10-29T20:34:00","modified_gmt":"2023-10-29T19:34:00","slug":"data-poisoning-eine-bedrohung-fuer-machine-learning-modelle","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/datascientest.com\/de\/data-poisoning-eine-bedrohung-fuer-machine-learning-modelle","title":{"rendered":"Data Poisoning: Eine Bedrohung f\u00fcr Machine-Learning-Modelle"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"169914\" class=\"elementor elementor-169914\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-76dffaee elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"76dffaee\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-823beaa\" data-id=\"823beaa\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-5b3f5f9 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"5b3f5f9\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.15.0 - 02-08-2023 *\/\n.elementor-heading-title{padding:0;margin:0;line-height:1}.elementor-widget-heading .elementor-heading-title[class*=elementor-size-]>a{color:inherit;font-size:inherit;line-height:inherit}.elementor-widget-heading .elementor-heading-title.elementor-size-small{font-size:15px}.elementor-widget-heading .elementor-heading-title.elementor-size-medium{font-size:19px}.elementor-widget-heading .elementor-heading-title.elementor-size-large{font-size:29px}.elementor-widget-heading .elementor-heading-title.elementor-size-xl{font-size:39px}.elementor-widget-heading .elementor-heading-title.elementor-size-xxl{font-size:59px}<\/style><h2 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Unter den vielen verschiedenen Cyberangriffen, die es gibt und die Computersysteme angreifen, zeichnet sich Data Poisoning dadurch aus, dass die Trainingsdaten von Machine-Learning-Modellen verf\u00e4lscht werden. Was bedeutet dies? Stellt dies eine echte Gefahr dar? Hier ist ein kurzer \u00dcberblick \u00fcber diesen speziellen Angriff, die daraus resultierenden Bedrohungen und M\u00f6glichkeiten, sich dagegen zu wehren.<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-297b3e2e elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"297b3e2e\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<h3 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Was ist Data Poisoning ?<\/h3>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-61e3d864 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"61e3d864\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.15.0 - 02-08-2023 *\/\n.elementor-widget-text-editor.elementor-drop-cap-view-stacked .elementor-drop-cap{background-color:#69727d;color:#fff}.elementor-widget-text-editor.elementor-drop-cap-view-framed .elementor-drop-cap{color:#69727d;border:3px solid;background-color:transparent}.elementor-widget-text-editor:not(.elementor-drop-cap-view-default) .elementor-drop-cap{margin-top:8px}.elementor-widget-text-editor:not(.elementor-drop-cap-view-default) .elementor-drop-cap-letter{width:1em;height:1em}.elementor-widget-text-editor .elementor-drop-cap{float:left;text-align:center;line-height:1;font-size:50px}.elementor-widget-text-editor .elementor-drop-cap-letter{display:inline-block}<\/style>\t\t\t\t<p>Data-Poisoning-Angriffe traten mit der massiven Einf\u00fchrung von Machine-Learning-Modellen Ende des 20. Jahrhunderts auf.\u00a0<\/p><p>Diese Angriffe treten in der Trainingsphase von Machine-Learning-Modellen auf. Ein Machine-Learning-Modell muss mit echten Daten trainiert werden, damit es funktioniert. Nach und nach wird das <strong>Machine-Learning-Modell<\/strong> aus seinen Fehlern lernen und seine Aufgabe immer genauer ausf\u00fchren.<\/p><p>Ein <a href=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/kreuzvalidierungsverfahren-definition-und-bedeutung-fur-machine-learning\"><strong>Prognosemodell<\/strong> <\/a>ist ein Computerprogramm, das in der Lage ist, eine bestimmte Aufgabe zu erf\u00fcllen, z. B. Folgendes zu erkennen\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-19d6966 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"19d6966\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<style>\/*! elementor - v3.15.0 - 02-08-2023 *\/\n.elementor-widget-image{text-align:center}.elementor-widget-image a{display:inline-block}.elementor-widget-image a img[src$=\".svg\"]{width:48px}.elementor-widget-image img{vertical-align:middle;display:inline-block}<\/style>\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figure class=\"wp-caption\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/www.futura-sciences.com\/tech\/definitions\/intelligence-artificielle-deep-learning-17262\/\">\n\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" width=\"512\" height=\"275\" src=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/files\/2023\/02\/unnamed-2.jpeg\" class=\"attachment-large size-large wp-image-169917\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/files\/2023\/02\/unnamed-2.jpeg 512w, https:\/\/datascientest.com\/de\/files\/2023\/02\/unnamed-2-300x161.jpeg 300w\" sizes=\"(max-width: 512px) 100vw, 512px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<figcaption class=\"widget-image-caption wp-caption-text\">Source : \u00a9 MapR, C.D, Futura<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-29197771 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"29197771\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<p>Aber der<strong> Data Poisoning<\/strong>-Angriff, der auf die <strong>Trainingsphase<\/strong> einwirkt, wird die Ergebnisse des Vorhersagemodells ver\u00e4ndern oder sogar komplett verf\u00e4lschen. Das Beispiel der Angriffe, die sich zwischen 2017 und 2018 gegen Googles Anti-Spam-System richteten, zeigt deutlich, wie sie wirken. Googles Anti-Spam-Modell wird mit Daten trainiert, die man als Input\/Tag-Paare bezeichnet.Der Input ist eine E-Mail oder eine Textnachricht und das Label gibt an, ob es sich bei der Nachricht um Spam handelt oder nicht.<\/p><p>Hier kommt die Data Poisoning-Attacke ins Spiel. Er wird diese Trainingsdaten massiv korrumpieren und verf\u00e4lschen, indem er z. B. angibt, dass eine Spam-Nachricht keine Spam-Nachricht ist. Dieser Angriff wird die <strong>Genauigkeit des Machine-Learning-Modells<\/strong> beeintr\u00e4chtigen. Im Fall von Google reiben sich die Spammer dann die H\u00e4nde: Sie k\u00f6nnen Spam versenden, ohne dass das Antispam-Modell von Google dies meldet. <strong>Data Poisoning-Angriffe<\/strong> k\u00f6nnen auch auf Modelle zur Erkennung von Verkehrsschildern einwirken, die z. B. f\u00fcr selbstfahrende Autos verwendet werden.<\/p><p>Wenn dieses Modell vergiftet wird, k\u00f6nnte es durchaus ein Stoppschild mit einem Geschwindigkeitsbegrenzungsschild verwechseln.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-20cb62d8 elementor-widget elementor-widget-image\" data-id=\"20cb62d8\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"image.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/portswigger.net\/daily-swig\/trojannet-a-simple-yet-effective-attack-on-machine-learning-models\">\n\t\t\t\t\t\t\t<img decoding=\"async\" width=\"512\" height=\"237\" src=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/files\/2023\/02\/unnamed-3-3.png\" class=\"attachment-large size-large wp-image-169918\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/files\/2023\/02\/unnamed-3-3.png 512w, https:\/\/datascientest.com\/de\/files\/2023\/02\/unnamed-3-3-300x139.png 300w\" sizes=\"(max-width: 512px) 100vw, 512px\" \/>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-347a2eff elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"347a2eff\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<p><span style=\"font-weight: 400;color: #000000\">Dieser Angriff ist f\u00fcr den kleinsten Hacker sehr leicht zug\u00e4nglich geworden. Fr\u00fcher waren <strong>Data Poisoning-Angriffe<\/strong> schwer durchf\u00fchrbar, weil sie eine hohe Rechenleistung, Zeit und Geld erforderten. Mit neuen Techniken k\u00f6nnen diese Hindernisse jedoch umgangen werden. Besonders problematisch ist die <strong>TrojanNet-Backdoor-Technik.<\/strong> Diese Technik ben\u00f6tigt durch die Erstellung eines neuronalen Netzes, das eine Reihe von Patches erkennt, keinen Zugriff auf das <strong>Originalmuster<\/strong> und kann von einem einfachen Computer durchgef\u00fchrt werden.\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-214f0ece elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"214f0ece\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<h3 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Was sind die Data Poisoning Gefahren ?<\/h3>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-3ebe3416 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"3ebe3416\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<p>Die Tatsache, dass ein <strong>Data Poisoning-Angriff<\/strong> sehr leicht zug\u00e4nglich geworden ist, macht ihn zu einer echten Gefahr. Wenn die Trainingsphase des Modells einmal abgeschlossen ist, ist es sehr schwierig, das <strong>Machine-Learning-Modell<\/strong> zu korrigieren. Man m\u00fcsste eine lange Analyse aller Inputs, die das Modell trainiert haben, durchf\u00fchren, betr\u00fcgerische Inputs aufsp\u00fcren und sie entfernen. Wenn die Datenmenge jedoch zu gro\u00df ist, ist eine solche Analyse schlichtweg unm\u00f6glich. Die einzige L\u00f6sung ist dann, das Modell erneut zu trainieren.<\/p><p>Diese Trainingsphasen k\u00f6nnen jedoch extrem teuer sein: Im Fall des von <a href=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/open-source-definition\">Open AI<\/a> entwickelten KI-Systems GPT-3 kostete die Trainingsphase rund 16 Millionen Euro&#8230;.<\/p><p>\u00dcber die reinen wirtschaftlichen Kosten hinaus kann Data Poisoning eine noch gr\u00f6\u00dfere Gefahr darstellen. K\u00fcnstliche Intelligenz und Machine-Learning-Modelle nehmen in unserer Gesellschaft einen immer gr\u00f6\u00dferen Stellenwert ein und werden f\u00fcr Aufgaben von h\u00f6chster Wichtigkeit eingesetzt, z. B. im Gesundheitswesen, im Transportwesen und bei der Ermittlung von Straftaten. Die Polizei von Chicago setzt KI zum Beispiel bei der Verbrechensbek\u00e4mpfung ein, um vorherzusagen, wann und wo Gewaltverbrechen stattfinden werden.<\/p><p>Was passiert, wenn die Daten in ihren Modellen vergiftet werden?<\/p><p>Die Verbrechensbek\u00e4mpfung wird ineffizient und die Modelle lenken die Polizei auf falsche F\u00e4hrten.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-584cc997 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"584cc997\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<h3 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Wie kann man sich vor Data Poisoning sch\u00fctzen ?<\/h3>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-3d45cbc9 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"3d45cbc9\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t<p>Gl\u00fccklicherweise gibt es Mittel und Wege, um gegen <strong>Data Poisoning<\/strong> vorzugehen.\u00a0<\/p><p>Eine erste Technik besteht darin, die <a href=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/datenbank-data-management-weiterbildung\">Datenbanken<\/a> zu \u00fcberpr\u00fcfen, bevor sie in die Trainingsdaten des Modells eingespeist werden. Dies kann durch statistische Methoden zur Erkennung von Anomalien in den Daten, durch Regressionstests oder auch durch manuelle Moderation geschehen.\u00a0<\/p><p>Mithilfe von Cloud-Tools wie Azure Monitor oder Amazon SageMaker kann man auch feststellen, ob die Leistung des Modells w\u00e4hrend der Trainingsphase abnimmt, und sofort darauf reagieren.\u00a0<br \/>Da <strong>Data Poisoning<\/strong> eine Vorkenntnis des Modells voraussetzt, m\u00fcssen die Informationen \u00fcber die Funktionsweise des Modells w\u00e4hrend der Trainingsphase geheim gehalten werden.<\/p><p><strong>Data Poisoning<\/strong> stellt also eine echte IT-Bedrohung dar, und das umso mehr, als diese Angriffe f\u00fcr Hacker immer leichter zug\u00e4nglich sind. Angesichts des technischen Fortschritts der Hacker liegt die Herausforderung jedoch in der Verbesserung der Pr\u00e4ventionssysteme. Data Scientists und Data Engineers stehen bei der Bek\u00e4mpfung dieser Angriffe an vorderster Front. Sie sind es, die sichere Daten sammeln oder Angriffe w\u00e4hrend der <strong>Trainingsphasen<\/strong> erkennen m\u00fcssen. Wenn du mehr dar\u00fcber erfahren m\u00f6chtest, wie diese Modelle funktionieren und wie sie gesch\u00fctzt werden k\u00f6nnen, dann wirf einen Blick auf unsere <strong>Ausbildungsm\u00f6glichkeiten im Bereich der Datenverarbeitung oder zum <a href=\"https:\/\/datascientest.com\/de\/data-engineer-rolle-kompetenzen-gehalt\">Data Engineer<\/a><br \/><\/strong><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-7814f603 elementor-align-center button-principale elementor-widget elementor-widget-button\" data-id=\"7814f603\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"button.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-button-wrapper\">\n\t\t\t<a class=\"elementor-button elementor-button-link elementor-size-sm elementor-animation-grow\" href=\"https:\/\/datascientest.com\/formations-data\">\n\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-button-content-wrapper\">\n\t\t\t\t\t\t<span class=\"elementor-button-text\">D\u00e9couvrir nos formations<\/span>\n\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-591d4dca elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"591d4dca\" data-element_type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-432ffcc7\" data-id=\"432ffcc7\" data-element_type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-77fe14f3 elementor-widget elementor-widget-html\" data-id=\"77fe14f3\" data-element_type=\"widget\" data-widget_type=\"html.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t<script type=\"application\/ld+json\">\n{\n  \"@context\": \"https:\/\/schema.org\",\n  \"@type\": \"FAQPage\",\n  \"mainEntity\": [{\n    \"@type\": \"Question\",\n    \"name\": \"Qu'est-ce que le Data Poisoning ?\",\n    \"acceptedAnswer\": {\n      \"@type\": \"Answer\",\n      \"text\": \"Les attaques de Data Poisoning sont apparues avec l\u2019arriv\u00e9e massive des mod\u00e8les de Machine Learning \u00e0 la fin du XX\u00e8me si\u00e8cle. Ces attaques interviennent \u00e0 la phase d\u2019entra\u00eenement des mod\u00e8les de machine learning. Un mod\u00e8le de machine learning doit effectivement \u00eatre entra\u00een\u00e9 avec des donn\u00e9es pour fonctionner. Progressivement, le mod\u00e8le de machine learning va apprendre de ses erreurs et effectuer sa t\u00e2che de plus en plus pr\u00e9cis\u00e9ment.\"\n    }\n  },{\n    \"@type\": \"Question\",\n    \"name\": \"Quels sont les dangers du Data Poisoning ?\",\n    \"acceptedAnswer\": {\n      \"@type\": \"Answer\",\n      \"text\": \"Le fait qu\u2019une attaque de Data Poisoning soit devenue tr\u00e8s accessible, en fait un v\u00e9ritable danger. Une fois que la phase d'entra\u00eenement du mod\u00e8le est termin\u00e9e, il est tr\u00e8s difficile de corriger le mod\u00e8le de machine Learning. Il faudrait faire une longue analyse de tous les inputs ayant entra\u00een\u00e9 le mod\u00e8le, d\u00e9tecter les inputs frauduleux, et les supprimer. Mais si la masse de donn\u00e9es est trop importante, cette analyse est tout simplement impossible. La seule solution est alors d\u2019entra\u00eener \u00e0 nouveau le mod\u00e8le.\"\n    }\n  },{\n    \"@type\": \"Question\",\n    \"name\": \"Comment se prot\u00e9ger du Data Poisoning ?\",\n    \"acceptedAnswer\": {\n      \"@type\": \"Answer\",\n      \"text\": \"Heureusement, il existe des moyens pour lutter contre le Data Poisoning.\"\n    }\n  }]\n}\n<\/script>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Unter den vielen verschiedenen Cyberangriffen, die es gibt und die Computersysteme angreifen, zeichnet sich Data Poisoning dadurch aus, dass die Trainingsdaten von Machine-Learning-Modellen verf\u00e4lscht werden. Was bedeutet dies? Stellt dies eine echte Gefahr dar? 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