Recent work has illuminated the vulnerability of speaker recognition systems (SRSs) against adversarial attacks, raising significant security concerns in deploying SRSs. However, they considered only a few settings (e.g., some combinations of source and target speakers), leaving many interesting and important settings in real-world attack scenarios alone. In this work, we present AS2T, the first attack in this domain which covers all the settings, thus allows the adversary to craft adversarial voices using arbitrary source and target speakers for any of three main recognition tasks. Since none of the existing loss functions can be applied to all the settings, we explore many candidate loss functions for each setting including the existing and newly designed ones. We thoroughly evaluate their efficacy and find that some existing loss functions are suboptimal. Then, to improve the robustness of AS2T towards practical over-the-air attack, we study the possible distortions occurred in over-the-air transmission, utilize different transformation functions with different parameters to model those distortions, and incorporate them into the generation of adversarial voices. Our simulated over-the-air evaluation validates the effectiveness of our solution in producing robust adversarial voices which remain effective under various hardware devices and various acoustic environments with different reverberation, ambient noises, and noise levels. Finally, we leverage AS2T to perform thus far the largest-scale evaluation to understand transferability among 14 diverse SRSs. The transferability analysis provides many interesting and useful insights which challenge several findings and conclusion drawn in previous works in the image domain. Our study also sheds light on future directions of adversarial attacks in the speaker recognition domain.


翻译:最近的工作揭示了扬声器识别系统(SRS)在对抗性攻击面前的脆弱性,这在部署SRS时引起了严重的安全问题,然而,他们只考虑了几个环境(例如,一些源和目标演讲者的组合),使现实世界攻击情景中的许多有趣和重要环境单独存在。在这项工作中,我们展示了AS2T,这是这一领域中涵盖所有各种环境的首次攻击,从而使对手能够利用任意的来源和主要三项承认任务中任何一个主要发言者的目标演讲者来构筑对抗性声音。由于现有的损失功能没有一个可以适用于所有环境,我们探索了每一个环境的许多候选人损失功能,包括现有的和新设计的功能。我们彻底评估了这些功能的效力,发现现有的一些损失功能并不理想。然后,为了提高AS2T对实际超空攻击的稳健性,我们研究了在超空传播中可能发生的扭曲,利用不同参数来模拟这些扭曲,并将这些不同的转换功能纳入不同的辩驳性声音的产生中。我们模拟的对空评价验证了我们每个环境(包括现有和新设计的那些)中的许多候选人的损失功能。我们彻底评估了它们的效力,发现某些现有和最精确的对立力分析,因此,在各种磁力分析中,我们一直保持了对地分析中,从而保持了各种的对地分析。

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