Deep Neural Networks (DNNs) have been shown vulnerable to Test-Time Evasion attacks (TTEs, or adversarial examples), which, by making small changes to the input, alter the DNN's decision. We propose an unsupervised attack detector on DNN classifiers based on class-conditional Generative Adversarial Networks (GANs). We model the distribution of clean data conditioned on the predicted class label by an Auxiliary Classifier GAN (AC-GAN). Given a test sample and its predicted class, three detection statistics are calculated based on the AC-GAN Generator and Discriminator. Experiments on image classification datasets under various TTE attacks show that our method outperforms previous detection methods. We also investigate the effectiveness of anomaly detection using different DNN layers (input features or internal-layer features) and demonstrate, as one might expect, that anomalies are harder to detect using features closer to the DNN's output layer.


翻译:深神经网络(DNN)被显示易受测试时的突袭攻击(TTEs,或对抗性例子),通过对输入进行小改动,改变DNN的决定。我们提议根据等级条件生成反反转网络(GANs)对DNN分类器进行不受监督的攻击探测器。我们用辅助分类器GAN(AC-GAN)的预测等级标签来模拟清洁数据的分布。根据测试样本及其预测的类别,根据AC-GAN生成器和干扰器计算出三个探测统计数据。在TTE多次攻击下对图像分类数据集的实验表明,我们的方法比以前的探测方法要好。我们还利用不同的DNNN(输入特征或内部特征)来调查异常检测的效能,并如人们所预期的那样表明,异常现象比较难以使用靠近DNNN输出层的特征探测。

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在数据挖掘中,异常检测(英语:anomaly detection)对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。通常异常项目会转变成银行欺诈、结构缺陷、医疗问题、文本错误等类型的问题。异常也被称为离群值、新奇、噪声、偏差和例外。 特别是在检测滥用与网络入侵时,有趣性对象往往不是罕见对象,但却是超出预料的突发活动。这种模式不遵循通常统计定义中把异常点看作是罕见对象,于是许多异常检测方法(特别是无监督的方法)将对此类数据失效,除非进行了合适的聚集。相反,聚类分析算法可能可以检测出这些模式形成的微聚类。 有三大类异常检测方法。[1] 在假设数据集中大多数实例都是正常的前提下,无监督异常检测方法能通过寻找与其他数据最不匹配的实例来检测出未标记测试数据的异常。监督式异常检测方法需要一个已经被标记“正常”与“异常”的数据集,并涉及到训练分类器(与许多其他的统计分类问题的关键区别是异常检测的内在不均衡性)。半监督式异常检测方法根据一个给定的正常训练数据集创建一个表示正常行为的模型,然后检测由学习模型生成的测试实例的可能性。
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