Papernot N, Mcdaniel P, Goodfellow I, et al. Practical Black-Box Attacks against Machine Learning[C]. computer and communications security, 2017: 506-519.

@article{papernot2017practical,

title={Practical Black-Box Attacks against Machine Learning},

author={Papernot, Nicolas and Mcdaniel, Patrick and Goodfellow, Ian and Jha, Somesh and Celik, Z Berkay and Swami, Ananthram},

pages={506--519},

year={2017}}

Adversarial samples 构造策略中的black-box策略. black-box attacks, 即不依赖所针对的神经网络\(O\)的参数(像FGSM需要关于样本求导), 不依赖训练\(O\)所需的样本.

主要内容

算法为:

策略如下, 我们现在仅有一个黑盒般的神经网络\(O\), 我们喂入一个样本\(x\)就会有一个输出, 记\(\tilde{O}(x)\)为对应的预测的类, 即

\[\tilde{O}(x) = \arg \max_{j \in 0, \ldots, N} O_j(x),
\]

其中\(O_j(x)\)是概率向量\(O(x)\)的第\(j\)个元素.

我们构造一个新的神经网络\(S\), 以期望训练\(S\)使得\(S\)和\(O\)二者的分类边界近似. 因为没有训练样本, 一种想法是人工生成训练样本(随机生成是可以预料到的方法, 但是这种方法作者说不好).

Jacobian-based Dataset Augmentation

假设有一批最开始的样本(可以是找的少量训练样本, 或者随机生成的样本), 设为\(S_0\), 将这批样本畏入\(O\)获得对应的样本标签(虽然可能是误判, 我们的目的是拟合\(O\)),

\[D \leftarrow \{(x, \tilde{O}(x)):x \in S_0\},
\]

再将这批数据喂入\(S\)训练\(S\), 现在我们需要更新\(S_0\):

\[S_1 \leftarrow \{x + \lambda \cdot \mathrm{sgn} (J_F[\tilde{O}(x)]: x \in S_0]\} \cup S_0.
\]

其中\(J_F[\tilde{O}(x)]\)表示\(\tilde{O}(x)\)关于\(x\)的导数(这个idea应该是中FGSM中来的, 比较Goodfellow是联合作者).

后续的数据的更新是类似的.

现在假设我们已经训练好了\(S\), 我们需要在\(S\)的基础上构造adversarial samples, 这些作者直接借鉴了部分关于white-box的工作(FGSM等), 我们只需利用white-box attacks 去欺骗\(S\)即可.

Note

  • 网络结构, 比如网络的层数, 训练时的epoch等等对结果的影响有限.
  • white-box 方法选择对结果的影响有限.
  • 该方法可以扩展到除DNN以外的机器学习上, 比如逻辑斯蒂回归(决策树似乎也可, 但是没找到怎么实现的方案).
  • 为了提高网络的稳定性, 我们可以在训练的时候加入adversarial samples, 但是作者发现, 最好是在\(\epsilon\)(输入摄动)较大但有限的adversarial samples 上训练比较好.

Practical Black-Box Attacks against Machine Learning的更多相关文章

  1. (转)Is attacking machine learning easier than defending it?

    转自:http://www.cleverhans.io/security/privacy/ml/2017/02/15/why-attacking-machine-learning-is-easier- ...

  2. Federated Machine Learning: Concept and Applications

    郑重声明:原文参见标题,如有侵权,请联系作者,将会撤销发布! Qiang Yang, Yang Liu, Tianjian Chen, and Yongxin Tong. 2019. Federate ...

  3. Practical Machine Learning For The Uninitiated

    Practical Machine Learning For The Uninitiated Last fall when I took on ShippingEasy's machine learn ...

  4. Lessons learned developing a practical large scale machine learning system

    原文:http://googleresearch.blogspot.jp/2010/04/lessons-learned-developing-practical.html Lessons learn ...

  5. How do I learn machine learning?

    https://www.quora.com/How-do-I-learn-machine-learning-1?redirected_qid=6578644   How Can I Learn X? ...

  6. How do I learn mathematics for machine learning?

    https://www.quora.com/How-do-I-learn-mathematics-for-machine-learning   How do I learn mathematics f ...

  7. [C5] Andrew Ng - Structuring Machine Learning Projects

    About this Course You will learn how to build a successful machine learning project. If you aspire t ...

  8. [C2P1] Andrew Ng - Machine Learning

    About this Course Machine learning is the science of getting computers to act without being explicit ...

  9. [C2P2] Andrew Ng - Machine Learning

    ##Linear Regression with One Variable Linear regression predicts a real-valued output based on an in ...

随机推荐

  1. 大数据学习----day27----hive02------1. 分桶表以及分桶抽样查询 2. 导出数据 3.Hive数据类型 4 逐行运算查询基本语法(group by用法,原理补充) 5.case when(练习题,多表关联)6 排序

    1. 分桶表以及分桶抽样查询 1.1 分桶表 对Hive(Inceptor)表分桶可以将表中记录按分桶键(某个字段对应的的值)的哈希值分散进多个文件中,这些小文件称为桶. 如要按照name属性分为3个 ...

  2. java.sql.SQLException: Cannot create com._51doit.pojo.User: com._51doit.pojo.User Query: select * from user where username = ? and password = ? Parameters: [AA, 123]

    在从数据库中查询数据,并存入javabean中去时,报这个错误 原因:在建立User类去存储信息时没有创建无参构造方法,创建一个无参构造方法即可

  3. JavaScript小数、百分数的转换

    百分数转化为小数 function toPoint(percent){ var str=percent.replace("%",""); str= str/10 ...

  4. Linux 设置时区

    一.查看和修改Linux的时区 1. 查看当前时区命令 : "date -R" 2. 修改设置Linux服务器时区方法 A命令 : "tzselect" 方法 ...

  5. Linux基础命令---ntpq查询时间服务器

    ntpq ntpq指令使用NTP模式6数据包与NTP服务器通信,能够在允许的网络上查询的兼容的服务器.它以交互模式运行,或者通过命令行参数运行. 此命令的适用范围:RedHat.RHEL.Ubuntu ...

  6. javaIO——输入输出流

    字节流与字符流 File类不支持对文件内容进行相关的操作,所有若要处理文件的内容,则需要通过流操作模式来完成. 流的基本操作步骤: Step1:根据文件路径创建File类对象. Step2:根据字节流 ...

  7. my42_Mysql基于ROW格式的主从同步

    模拟主从update事务,从库跳过部分update事务后,再次开始同步的现象 主库 mysql> select * from dbamngdb.isNodeOK; +----+--------- ...

  8. vue 中使用import导入 script 在线链接

    一般我们在vue中导入另外一个文件或者文件中的方法,我们都是使用import来实现他的,那么问题来了,现在我们要导入的不是另外的一个文件,而是在线链接,这该怎么办?我们也使用了 import * as ...

  9. 数据库系统相关SQL

    杀进程 查出所有被锁住的表 select b.owner TABLEOWNER, b.object_name TABLENAME, c.OSUSER LOCKBY, c.USERNAME LOGINI ...

  10. 07-Spring5 WebFlux响应式编程

    SpringWebFlux介绍 简介 SpringWebFlux是Spring5添加的新模块,用于Web开发,功能和SpringMvc类似的,WebFlux使用当前一种比较流行的响应式编程框架 使用传 ...