Automatic modulation classification can be a core component for intelligent spectrally efficient wireless communication networks, and deep learning techniques have recently been shown to deliver superior performance to conventional model-based strategies, particularly when distinguishing between a large number of modulation types. However, such deep learning techniques have also been recently shown to be vulnerable to gradient-based adversarial attacks that rely on subtle input perturbations, which would be particularly feasible in a wireless setting via jamming. One such potent attack is the one known as the Carlini-Wagner attack, which we consider in this work. We further consider a data-driven subsampling setting, where several recently introduced deep-learning-based algorithms are employed to select a subset of samples that lead to reducing the final classifier's training time with minimal loss in accuracy. In this setting, the attacker has to make an assumption about the employed subsampling strategy, in order to calculate the loss gradient. Based on state of the art techniques available to both the attacker and defender, we evaluate best strategies under various assumptions on the knowledge of the other party's strategy. Interestingly, in presence of knowledgeable attackers, we identify computational cost reduction opportunities for the defender with no or minimal loss in performance.


翻译:自动调制分类可以是智能光谱高效无线通信网络的核心组成部分,而且最近显示深学习技术能够向常规模式战略提供优异的性能,特别是在区分大量调制类型时;然而,最近还显示,这种深学习技术容易受到基于梯度的对抗性攻击,这种攻击依赖于微妙的输入干扰,这在无线环境中特别可行,通过干扰特别可行。这种强大的攻击之一是我们在工作中考虑的卡利尼-瓦格纳攻击。我们进一步考虑一种数据驱动的子抽样设置,其中最近采用了若干基于深学习的算法来选择一组样本,从而导致最终分类者的培训时间减少,准确性微小。在这个设置中,攻击者必须假设所采用的子抽样战略,以便计算损失梯度。根据攻击者和辩护人可利用的科技状况,我们根据对对方战略知识的各种假设,评估最佳战略。有趣的是,在有知识的侵略者或最低损失者身上,我们没有计算最低损失率。

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