Due to the increasing usage of machine learning (ML) techniques in security- and safety-critical domains, such as autonomous systems and medical diagnosis, ensuring correct behavior of ML systems, especially for different corner cases, is of growing importance. In this paper, we propose a generic framework for evaluating security and robustness of ML systems using different real-world safety properties. We further design, implement and evaluate VeriVis, a scalable methodology that can verify a diverse set of safety properties for state-of-the-art computer vision systems with only blackbox access. VeriVis leverage different input space reduction techniques for efficient verification of different safety properties. VeriVis is able to find thousands of safety violations in fifteen state-of-the-art computer vision systems including ten Deep Neural Networks (DNNs) such as Inception-v3 and Nvidia's Dave self-driving system with thousands of neurons as well as five commercial third-party vision APIs including Google vision and Clarifai for twelve different safety properties. Furthermore, VeriVis can successfully verify local safety properties, on average, for around 31.7% of the test images. VeriVis finds up to 64.8x more violations than existing gradient-based methods that, unlike VeriVis, cannot ensure non-existence of any violations. Finally, we show that retraining using the safety violations detected by VeriVis can reduce the average number of violations up to 60.2%.


翻译:由于在安保和安全关键领域越来越多地使用机器学习技术(ML),例如自主系统和医疗诊断,确保ML系统的正确行为,特别是针对不同角落的病例,因此越来越重要。在本文件中,我们提出一个通用框架,用于评估使用不同现实世界安全特性的ML系统的安全和稳健性;我们进一步设计、实施和评价VeriVisis,这是一个可推广的方法,可用于核查最新计算机视觉系统的各种安全特性,只有黑匣接入。VeriVis利用不同的投入空间减少技术对不同安全特性进行有效的核查。VeriVis利用15个最先进的计算机视觉系统,包括10个深神经网络(DNNNS),例如Incepion-V3和Nvidia的Dave自驾驶系统,使用数千个神经元和5个商业第三方视觉API,包括谷歌视觉和Clarifai,用于12种安全特性的API。 Verivis Visivis能够成功地核查当地安全特性,平均为60.7%左右,无法使用VER-VA级的不透明图像。我们最后发现任何侵犯情况。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年2月7日
Arxiv
43+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
12+阅读 · 2019年3月14日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员