Recently, Wong et al. showed that adversarial training with single-step FGSM leads to a characteristic failure mode named catastrophic overfitting (CO), in which a model becomes suddenly vulnerable to multi-step attacks. They showed that adding a random perturbation prior to FGSM (RS-FGSM) seemed to be sufficient to prevent CO. However, Andriushchenko and Flammarion observed that RS-FGSM still leads to CO for larger perturbations, and proposed an expensive regularizer (GradAlign) to avoid CO. In this work, we methodically revisit the role of noise and clipping in single-step adversarial training. Contrary to previous intuitions, we find that using a stronger noise around the clean sample combined with not clipping is highly effective in avoiding CO for large perturbation radii. Based on these observations, we then propose Noise-FGSM (N-FGSM) that, while providing the benefits of single-step adversarial training, does not suffer from CO. Empirical analyses on a large suite of experiments show that N-FGSM is able to match or surpass the performance of previous single-step methods while achieving a 3$\times$ speed-up. Code can be found in https://github.com/pdejorge/N-FGSM


翻译:最近,Wong等人指出,使用单一步骤的FGSM的对抗性训练导致一个称为灾难性过度装配(CO)的典型失败模式,在这个模式中,一个模型突然容易受到多步攻击,它们表明,在FGSM(RS-FGSM)之前添加随机扰动似乎足以防止CO;然而,Andriushchenko和Flammarion指出,RS-FGSM仍然会导致更大的扰动,并提议为避免CO提供昂贵的常规化器(GradAlign)。在这项工作中,我们有条不紊乱地重新审视在单步对抗性训练中噪音和剪动的作用。与以往的直觉相反,我们发现在使用清洁样品和不剪动之前使用更强烈的噪音,对于大型扰动性辐射避免CO是极为有效的。根据这些观察,我们然后建议Nise-FSMSM(N-FGSM)在提供单步对抗性训练的好处的同时,不能从CO.Epicalcalal分析大型实验系列中显示N-FSMMMMM/CUT在前一个速度中可以匹配或超过前一个速度。

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
48+阅读 · 2020年7月4日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20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 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24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 · 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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月19日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Feature Denoising for Improving Adversarial Robustness
Arxiv
15+阅读 · 2018年12月9日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20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 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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 · 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
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
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