GOAT: GPU Outsourcing of Deep Learning Training With Asynchronous Probabilistic Integrity Verification Inside Trusted Execution Environment
University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校);Vanderbilt University Medical Center(范德堡大学医学中心)
基于深度神经网络(DNN)的机器学习模型越来越多地部署在从自动驾驶汽车到COVID-19治疗发现等广泛应用中。为了支持学习DNN所需的计算能力,具有专用硬件支持的云环境已成为关键基础设施。然而,有许多完整性的挑战与外包计算。已经开发了各种方法来解决这些挑战,建立在可信执行环境(TEE)上。然而,没有现有的方法可以扩展到支持现实的完整性保护DNN模型训练,用于繁重的工作负载(深度架构和数百万个训练样本),而不会持续显著的性能冲击。为了减少纯TEE(完全完整性)和纯GPU(无完整性)之间的时间间隔,我们将所选计算步骤的随机验证与DNN超参数的系统调整(例如,窄的梯度裁剪范围),因此限制了攻击者显著地移动模型参数的能力,只要在其训练阶段没有选择该步骤用于验证。实验结果表明,新方法实现了比纯基于TEE的解决方案高2倍至20倍的性能改进,同时保证了非常高的完整性概率(例如,0.999)相对于最先进的DNN后门攻击。
2020-10-17 cs.CR cs.LG
Securing Graph Neural Networks in MLaaS: A Comprehensive Realization of Query-based Integrity Verification
针对MLaaS中GNN易遭以模型为中心的攻击、传统验证方法失效的问题,本研究提出带随机化指纹节点的基于查询的完整性验证方案,适配两类GNN,可检测五种典型攻击,效率达基线2-4倍。
2023-12-13 cs.CR
Decentralized Firmware Integrity Verification for Cyber-Physical Systems Using Ethereum Blockchain
Tennessee Technological University(田纳西理工大学)
本文提出基于以太坊区块链的去中心化固件验证框架,通过智能合约存储固件哈希实现防篡改验证,实验验证其可靠性与低成本,适用于实际网络物理系统应用。
2026-01-13 cs.CR
Fingerprinting of Machines in Critical Systems for Integrity Monitoring and Verification
本文提出一种基于系统指纹识别的主动方法,通过在系统干净时捕获主机硬件、文件哈希和内核信息建立历史记录,并开发安全存储工具,以监控关键系统完整性并辅助追溯安全违规根因。
2024-12-21 cs.CR
Meta-Sealing: A Revolutionizing Integrity Assurance Protocol for Transparent, Tamper-Proof, and Trustworthy AI System
针对AI系统现有验证方法缺乏全生命周期完整性保障的问题,本研究提出密码学框架Meta-Sealing,通过封印链与分布式验证实现防篡改,符合监管要求且大幅提升审计效率,为企业AI部署建立可信新基准。
2024-10-31 cs.AI cs.CR
QCIVET: A Quantum--Classical Pipeline Integrity Framework with Contract-Based Subtype Verification and Hash-Chained Audit Traces
Copenhagen School of Business (EK – Erhvervsakademi København)(哥本哈根商学院);Department of Computer Engineering, Istanbul Gelisim University(伊斯坦布尔吉利什姆大学计算机工程系)
本文提出QCIVET框架,通过显式规范和哈希链审计轨迹验证混合流水线的语法和语义完整性,结合行为子类型理论和量子通道距离证明其正确性,并在真实处理器上验证了子类型分离协议。
2026-05-13 cs.CR quant-ph
VeriDL: Integrity Verification of Outsourced Deep Learning Services (Extended Version)
深度神经网络(DNN)由于其在许多领域的卓越性能而引人注目。深度学习即服务(DLaaS)范式使个人和组织(客户)能够将其DNN学习任务外包给基于云的平台。然而,DLaaS服务器可能由于各种原因(例如,拜占庭式的失败)。这引起了人们的严重关注,即如何验证由可能不受信任的DLaaS服务器训练的DNN模型是否确实正确。为了解决这个问题,在本文中,我们设计了VeriDL,这是一个支持DLaaS范式中DNN模型的有效正确性验证的框架。VeriDL的核心思想是设计一个DNN模型训练过程的小规模加密证明,它与模型相关联并返回给客户端。通过证明,VeriDL可以验证DLaaS服务器返回的DNN模型的正确性,具有确定性保证和廉价的开销。我们在四个真实世界数据集上的实验证明了VeriDL的效率和有效性。
2021-07-01 cs.CR
snaproot: Decentralized File Integrity Verification Using Blockchain-Anchored Cryptographic Hashing
Chain Horizon GmbH(Chain Horizon 有限公司)
提出基于Solana区块链的轻量级文件完整性验证系统snaproot,通过SHA-256哈希锚定实现去中心化验证,并区分存在证明与作者证明,解决了中心化信任依赖和资源开销问题。
2026-06-09 cs.CR
EIFL: Efficiently Protecting Global Model Privacy and Integrity Against an Untrusted Server in Federated Learning
College of Computer Science and Technology, Jilin University(吉林大学计算机科学与技术学院);Department of Computer Science, Illinois Institute of Technology(伊利诺伊理工学院计算机科学系)
EIFL是一种联邦学习方法,通过两阶段聚合与对称加密保护全局模型隐私,以向量内积验证方法解决辅助信息泄露漏洞,且开销优于现有方案。
2026-10-09 cs.CR
Behavioral Integrity Verification for AI Agent Skills
Palo Alto Networks(帕洛阿尔托网络)
本文提出行为完整性验证(BIV)方法,通过类型集比较验证AI代理技能声明与实际能力的一致性,发现80%的技能存在描述与实现差距,并在恶意技能检测中取得高F1值。
2026-05-12 cs.AI cs.CR cs.SY
A Comprehensive Content Verification System for ensuring Digital Integrity in the Age of Deep Fakes
Microsoft(微软)
针对深度伪造时代数字内容跨平台传播的认证空白与错误信息风险,本文提出综合内容验证系统,可认证跨平台图像视频真实性,助力个人和影响者保护数字足迹与声誉。
2024-11-29 cs.CR cs.CV cs.ET
Towards Remotely Verifiable Software Integrity in Resource-Constrained IoT Devices
本文系统研究了资源受限低端IoT设备的低成本远程软件完整性验证架构,定性和定量比较了不同完整性证明的表达能力、架构支持与成本,并指出了未来研究方向与挑战。
2024-01-11 cs.CR
Lightweight Tamper-Evident Log Integrity Verification for IoT Edge Environments: A Merkle Tree Pipeline with Adaptive Chunking
Kırıkkale University(克利克卡莱大学);Singularity Research and Development(奇点研发);Afyon Kocatepe University(阿菲永科贾泰佩大学)
本文提出一种轻量级日志完整性验证方法,通过Merkle树与自适应分块技术实现防篡改验证,无需分布式账本。实验显示系统在10万记录下每秒处理超13万条日志,验证延迟约22ms,防篡改检测精度、召回率和F1分数均达1.0。
2026-04-30 cs.CR cs.DC
TPM-Based Continuous Remote Attestation and Integrity Verification for 5G VNFs on Kubernetes
针对5G云化部署中VNF运行时完整性验证缺失的问题,提出基于TPM 2.0与IMA、结合Keylime框架的Kubernetes Pod级持续远程证明方案,经k3s集群实验验证可实时检测篡改并增强5G基础设施安全性。
2025-10-03 cs.CR
A Comprehensive Survey on Edge Data Integrity Verification: Fundamentals and Future Trends
本文首次系统综述边缘数据完整性验证(EDIV),提出通用评估框架与发展时间线,梳理现有方案并指出未来研究方向,为该领域研究提供基础性参考。
2024-08-07 cs.CR
Can AI Keep a Secret? Contextual Integrity Verification: A Provable Security Architecture for LLMs
Aayush Gupta(独立研究者)
本文提出上下文完整性验证(CIV)架构,通过密码学签名来源标签和 Transformer 内信任格硬掩码,在无需微调的情况下为 LLM 提供可证明的逐 token 非干扰防护,并在基准测试中实现 0% 攻击成功率且不损失模型性能。
2025-08-18 cs.AI cs.CL cs.CR
SIEVE: Selective Integrity Verification and Escalation for Defending LLM Agents against Indirect Prompt Injection
Sichuan University(四川大学)
本文提出认知控制架构(CCA),通过全生命周期认知监督框架,有效应对复杂IPI攻击,实现安全、功能与效率的平衡。
2026-08-04 cs.AI cs.CL cs.CR
HexaMorphHash HMH- Homomorphic Hashing for Secure and Efficient Cryptographic Operations in Data Integrity Verification
针对分布式系统动态场景下传统哈希重哈希成本高、一致性哈希负载均衡与扩展性不足的问题,提出基于格的同态哈希HexaMorphHash,实现常数时间增量更新与抗量子安全,在效率、内存和扩展性上优于现有方案。
2025-07-01 cs.CR cs.DB
Decision-based iterative fragile watermarking for model integrity verification
East China Normal University(华东师范大学);Anhui University(安徽大学);Tsinghua University(清华大学);Fudan University(复旦大学)
提出一种基于决策的迭代脆弱水印算法,通过将正常样本转换为对模型参数变化高度敏感的脆弱样本来验证云托管基础模型的完整性,该方法在黑盒环境下运行且不依赖特定结构,在检测精度与视觉质量上优于现有技术。
2023-05-13 cs.AI cs.CR
SENTINEL: Stagewise Integrity Verification for Pipeline Parallel Decentralized Training
Pluralis Research(Pluralis研究院)
SENTINEL通过轻量级动量监控实现管道并行去中心化训练的分阶段完整性验证,支持在不信任环境中训练大规模LLM。
2026-03-03 cs.CR cs.DC cs.LG
Blockchain-enhanced Integrity Verification in Educational Content Assessment Platform: A Lightweight and Cost-Efficient Approach
本文提出基于Polygon区块链的教育内容评审平台EPEC完整性验证框架,通过智能合约与UID关联链上链下数据,实现安全加密评审,Gas费用较以太坊降低98%,兼具轻量性与经济高效性。
2024-09-29 cs.CR cs.SE
Towards Quantum-Resistant Trusted Computing: Architectures for Post-Quantum Integrity Verification Techniques
Politecnico di Torino(都灵理工大学)
本文提出了一种增强后量子密码学的可信计算架构,以应对量子计算机威胁,提升系统信任安全性。
2026-01-16 cs.CR
Integrity Authentication for SQL Query Evaluation on Outsourced Databases: A Survey
在云计算发展的推动下,最近对数据库即服务(DaaS)范例产生了相当大的兴趣。缺乏专业知识或计算资源的用户可以将其数据和数据库管理需求外包给第三方服务提供商。然而,外包提出了一个重要的结果完整性问题:客户端如何以轻量级开销验证服务提供者返回的查询结果是正确的(即,与本地查询执行的结果相同)?本次调查的重点是对DaaS模型中SQL查询评估结果完整性的当前方法进行分类和审查。该调查还包括一些潜在的未来研究方向的结果完整性验证的外包计算。
2018-08-24 cs.CR
OVIG: Optimistic Verification of AI Training Integrity via Gradient Signals
Princeton University(普林斯顿大学);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
提出OVIG框架,利用异构重放校准的梯度差异经验边界,通过乐观采样和步长参数审计外包训练完整性,在多种攻击下保持0%攻击成功率,存储和传输开销降低1996倍。
2026-09-30 cs.CR cs.LG
Fine-Tuning Integrity for Modern Neural Networks: Structured Drift Proofs via Norm, Rank, and Sparsity Certificates
The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
本文提出Fine-Tuning Integrity作为控制模型演化的安全目标,通过Succinct Model Difference Proofs验证微调模型与可信基础模型的差异仅在政策定义的漂移类别内,提供零知识证明以确保更新的范数、低秩或稀疏性。
2026-07-08 cs.CR cs.LG
Enhanced Position Verification for VANETs using Subjective Logic
车载自组织网络中消息的完整性问题已经得到了广泛的研究,IEEE~1609.2标准提供了典型的完整性保证。然而,消息内容的正确性仍然是应用可靠和安全的车载ad-hoc网络的主要挑战之一。一个重要的用例是消息中包含的位置信息的有效性:文献中已经提出了位置验证机制来提供此功能。验证此类信息的更一般的方法是应用不当行为检测机制。在本文中,我们考虑不当行为检测,通过增强两个位置验证机制,并融合他们的结果在一个广义的框架,使用主观逻辑。我们使用VEINS进行了广泛的模拟,研究流量密度的影响,以及几种类型的攻击者和攻击者的分数对我们的机制。所获得的结果表明,所提出的框架可以有效地验证位置信息的现有方法在文献中,而无需专门针对这种用例的框架。
2017-03-31 cs.CR
Privacy and Integrity Preserving Computations with CRISP
在数字时代,用户与服务提供商共享他们的个人数据以获得一些效用,例如,获得优质服务。然而,诱导的信息流引起了隐私和完整性的担忧。因此,谨慎的用户可能希望通过最小化他们向好奇的服务提供商披露的信息量来保护他们的隐私。服务提供商对验证用户数据的完整性感兴趣,以改进其服务并为其业务获得有用的知识。在这项工作中,我们提出了一个通用的解决方案,隐私,完整性和实用性之间的权衡,通过实现数据的真实性验证已被加密卸载到服务提供商。基于基于格的同态加密和承诺,以及零知识证明,我们的建设使服务提供商能够处理和重用第三方签署的数据在一个隐私友好的方式与完整性保证。我们在不同的用例上评估我们的解决方案,例如智能计量,疾病易感性和基于位置的活动跟踪,从而显示其多功能性。我们的解决方案实现了广泛的通用性,量子电阻,并放宽了一些假设的国家的最先进的解决方案,而不影响性能。
2021-01-12 cs.CR
Leveraging Centric Data Federated Learning Using Blockchain For Integrity Assurance
机器学习能力已成为跨行业、应用和部门的各种解决方案的重要组成部分。许多组织寻求在其业务服务中利用基于人工智能的解决方案,以提高效率和生产力。然而,如果缺乏用于AI模型训练、可扩展性和维护的高质量数据,就会出现问题。我们提出了一个以数据为中心的联邦学习架构,利用公共区块链和智能合约来克服这个重大问题。我们提出的解决方案提供了一个虚拟的公共市场,开发人员,数据科学家和AI工程师可以发布他们的模型,并协作创建和访问用于培训的高质量数据。我们通过奖励数据贡献和验证的贡献者的激励机制来提高数据质量和完整性。这些与所提出的框架相结合,有助于增加只有一个用户模拟的训练数据集,平均每天100个输入和模型的准确性约4%。
2022-06-09 cs.AI cs.CR cs.LG
BLINDTRUST: Oblivious Remote Attestation for Secure Service Function Chains
随着下一代系统的快速发展,我们面临着新的安全性、弹性和运营保障挑战。面对日益增长的攻击环境,有必要迎合有效的机制来验证软件和设备的完整性,以检测运行时的修改。朝着这个方向,远程证明是一个有前途的防御机制,允许第三方,验证者,以确保远程设备(证明者)的完整性。然而,许多现有的证明解决方案家族对验证实体的可信度有很强的假设,因此不允许隐私保护完整性正确性。此外,它们还存在可扩展性和效率问题。本文提出了一种轻量级的动态配置完整性验证,使设备间和设备内认证,而不透露任何配置信息,并可以应用于资源受限的边缘设备和云服务。我们的目标是通过一个可扩展的解决方案来增强运行时软件的完整性和可信度,从而消除对联合基础设施信任的需求。
2021-07-11 cs.CR
AuthPDB: Query Authentication for Outsourced Probabilistic Databases
在云计算等发展的推动下,数据管理外包的努力越来越多。缺乏专业知识和计算资源的公司(数据所有者)可以将其数据外包给第三方服务提供商(服务器),该服务提供商提供对外包数据的存储和查询评估服务。外包范例的一个安全问题是外包数据上返回的查询结果的完整性。本文考虑概率数据库的外包,其查询评估具有很高的复杂性。一个不诚实的服务器可能会返回廉价的(和不正确的)查询答案,希望具有较弱计算能力的客户端无法捕获不正确的结果。为了解决这个问题,我们设计了高效的完整性验证方法,用于外包概率数据库上的所有答案和top-k查询评估。我们的实证结果证明了我们的验证方法的有效性和效率。
2019-01-07 cs.CR
Don't Trust the Cloud, Verify: Integrity and Consistency for Cloud Object Stores
云服务已经将远程计算变成了一种商品,并实现了方便的在线协作。但是,它们要求客户端在保密性、完整性和可用性方面完全信任服务提供者。为了减少这种依赖性,本文介绍了一种协议,用于验证的完整性和一致性的云对象存储(VICOS),它使一组相互信任的客户端检测数据的完整性和一致性违规的云对象存储服务。它的目标是多个客户端在远程存储在可能行为不端的服务上的数据上进行合作的服务。与以前的协议相比,VICOS加强了fork-linearizability的一致性概念,支持大多数操作的无等待客户端语义,并减少了计算和通信开销。VICOS以通用的方式基于任何经过认证的数据结构。此外,它的操作覆盖了云对象存储的分层名称空间,支持真实世界的接口,而不仅仅是简单的抽象。已经实现了一个与商品云存储服务的键值存储接口一起工作的VICOS原型,并且评估表明了其与现有系统相比的优势。
2016-09-02 cs.CR cs.DC
DarKnight: An Accelerated Framework for Privacy and Integrity Preserving Deep Learning Using Trusted Hardware
University of Southern California(南加州大学)
随着机器学习进入不同的应用领域,隐私和安全相关的问题越来越多。数据持有者希望利用私有数据进行训练或推断,同时利用托管在云中的加速器(如GPU)。云系统容易受到攻击者的攻击,这些攻击者会损害数据的隐私性和计算的完整性。要应对这样的挑战,需要将理论上的隐私算法与硬件安全功能统一起来。DarKnight是一个大型DNN训练框架,同时保护输入隐私和计算完整性。DarKnight依赖于可信执行环境(TEE)和加速器之间的协作执行,其中TEE提供隐私和完整性验证,而加速器执行大部分线性代数计算以优化性能。特别是,DarKnight使用基于矩阵掩码的自定义数据编码策略在TEE中创建输入混淆。然后将混淆的数据卸载到GPU以进行快速线性代数计算。DarKnight的数据混淆策略在云服务器中提供可证明的数据隐私和计算完整性。虽然以前的作品解决了推理隐私,不能用于训练,但DarKnight的编码方案旨在支持训练和推理。
2022-06-30 cs.AR cs.CR cs.LG
CertiFlash: A Formal Verification Framework for Flash Translation Layers in Computational Solid State Drives
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);POSTECH(浦项科技大学);King’s College London(伦敦国王学院);CISPA(信息安全与隐私保护中心)
针对计算SSD中FTL修改易出错且现有验证仅覆盖功能正确性的问题,提出CertiFlash框架,基于Rocq证明助手,通过单一全局不变量和细化证明,提供机器检查的安全与正确性验证,显著降低新设计的验证成本。
2026-09-10 cs.AR cs.CR cs.LO
DeepSignature: Digitally Signed, Content-Encoding Watermarks for Robust and Transparent Image Authentication
Institute for Data Science(数据科学研究所);FHNW;ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
本文提出DeepSignature,结合数字签名与深度学习,实现隐秘且鲁棒的图像水印,支持客户端验证和潜在空间验证,实验显示其在伪造检测中表现优异。
2026-04-24 cs.AI cs.CR cs.CV
Modelstamp: Pre-Deserialization Verification of Machine-Learning Artifacts and Runtime Environment State
Modelstamp 是一款轻量级 Python 库,可在反序列化前验证机器学习制品完整性与运行时环境状态,经多场景评估具备良好性能,可作为相关安全控制的补充。
2026-09-03 cs.CR cs.SE
GuaranTEE: Introducing Control-Flow Attestation for Trusted Execution Environments
大多数云提供商为用户提供了部署可信执行环境(TEE)的可能性,以保护其数据和流程免受高特权对手的攻击。此服务旨在解决用户在将关键任务迁移到云中时的担忧。然而,TEE只允许在启动时证明环境的完整性。为了在运行时证明TEE的完整性,我们提出了Guarantee。Guarantee使用控制流证明来确保在TEE内运行的服务的完整性。通过将Guarantee的所有组件额外放置在TEE中,我们不仅能够检测到受损的目标,还能够保护自己免受恶意管理员的攻击。我们通过对基于Microsoft Azure中的英特尔SGX的原型进行详细的性能和安全评估,展示了Guarantee的实用性。我们的评估表明,需要在TEE和额外的验证过程之间传输信息,在高CPU负载下增加了相当大的开销。然而,我们能够通过安全地缓存收集的信息并通过与执行应用程序并行地执行分析来减少这种开销。总之,我们的研究结果表明,Guarantee为云用户提供了一个实用的解决方案,专注于在运行时保护其数据和流程的完整性。
2022-05-06 cs.CR
Comparison and evaluation of digital signature schemes employed in ndn network
命名数据网络确保数据完整性,因此每个重要数据都必须由其所有者签名,以便在网络内安全发送。同样,在NDN中,我们必须确保除了授权用户之外,没有人可以打开数据。由于只有端点有权在验证过程中对数据进行签名或检查其有效性,因此我们认为可以从不同人使用的各种类型的设备请求数据,这些设备可以是具有不同CPU描述,参数和内存大小的智能手机,PC,传感器节点等任何设备,然而,它们在密钥生成和验证期间检查数据的高业务量的能力肯定是一项艰巨的任务,并且它可能耗尽具有低计算资源的系统。RSA和ECDSA作为数字签名算法已经证明了它们对网络攻击的有效性,它们的特点是它们对数据的加密和解密速度,以及它们在检查数据完整性方面的能力。本文的主要目的是寻找一种在签名过程中既能避免系统开销又能提供最佳时间的最优算法
2015-08-02 cs.CR
An Efficiency Firmware Verification Framework for Public Key Infrastructure with Smart Grid and Energy Storage System
本文提出基于 PKI 并采用 CBOR 与 COSE 的固件签名验证框架,以保护智能电表等资源受限设备安全更新并缓解性能瓶颈。
2025-01-10 cs.CR
Decentralized PKI Framework for Data Integrity in Spatial Crowdsourcing Drone Services
本文提出基于区块链的去中心化 PKI 框架 D2XChain,通过消除 CA 单点故障并兼容 X.509 标准,增强无人机物联网通信安全,并在以太坊测试平台上验证了其有效性。
2024-07-01 cs.CR