Over the years, most research towards defenses against adversarial attacks on machine learning models has been in the image processing domain. The malware detection domain has received less attention despite its importance. Moreover, most work exploring defenses focuses on feature-based, gradient-based or randomized methods but with no strategy when applying them. In this paper, we introduce StratDef, which is a strategic defense system tailored for the malware detection domain based on a Moving Target Defense and Game Theory approach. We overcome challenges related to the systematic construction, selection and strategic use of models to maximize adversarial robustness. StratDef dynamically and strategically chooses the best models to increase the uncertainty for the attacker, whilst minimizing critical aspects in the adversarial ML domain like attack transferability. We provide the first comprehensive evaluation of defenses against adversarial attacks on machine learning for malware detection, where our threat model explores different levels of threat, attacker knowledge, capabilities, and attack intensities. We show that StratDef performs better than other defenses even when facing the peak adversarial threat. We also show that, from the existing defenses, only a few adversarially-trained models provide substantially better protection than just using vanilla models but are still outperformed by StratDef.


翻译:多年来,大多数针对机器学习模型对抗性攻击的防御研究都是在图像处理领域。 恶意软件检测领域尽管重要,但得到的关注较少。 此外, 大部分探索防御的工作侧重于基于地貌的、梯度的或随机的方法,但在应用这些方法时没有战略。 在本文中, 我们引入了StratDef, 这是一种战略防御系统, 以移动目标防御和游戏理论方法为基础,专门为恶意软件检测领域定制。 我们克服了与系统构建、选择和战略使用模型以最大限度地提高对抗性强力有关的挑战。 StratDef 动态地从战略上选择了最佳模型, 以增加攻击者的不确定性, 同时将对抗性ML 对抗性ML 领域的关键方面如攻击可转移性降低到最低程度。 我们第一次全面评估了对恶意软件检测的机器对抗性攻击性攻击性攻击的防御性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性攻击性

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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