Great advances in deep neural networks (DNNs) have led to state-of-the-art performance on a wide range of tasks. However, recent studies have shown that DNNs are vulnerable to adversarial attacks, which have brought great concerns when deploying these models to safety-critical applications such as autonomous driving. Different defense approaches have been proposed against adversarial attacks, including: a) empirical defenses, which can usually be adaptively attacked again without providing robustness certification; and b) certifiably robust approaches, which consist of robustness verification providing the lower bound of robust accuracy against any attacks under certain conditions and corresponding robust training approaches. In this paper, we systematize certifiably robust approaches and related practical and theoretical implications and findings. We also provide the first comprehensive benchmark on existing robustness verification and training approaches on different datasets. In particular, we 1) provide a taxonomy for the robustness verification and training approaches, as well as summarize the methodologies for representative algorithms, 2) reveal the characteristics, strengths, limitations, and fundamental connections among these approaches, 3) discuss current research progresses, theoretical barriers, main challenges, and future directions for certifiably robust approaches for DNNs, and 4) provide an open-sourced unified platform to evaluate 20+ representative certifiably robust approaches.


翻译:深入的神经网络(DNNs)取得了巨大进步,导致在一系列广泛任务上取得了最先进的实绩;然而,最近的研究表明,DNNs很容易受到对抗性攻击,这在将这些模型用于安全关键应用(如自主驱动)时引起了极大的关注;针对对抗性攻击提出了不同的防御办法,包括:(a) 经验防御办法,通常可以在不提供稳健认证的情况下再次进行适应性攻击;和(b) 可证实的稳健办法,包括稳健的核查,在特定条件下对任何袭击提供较弱的稳健准确性约束,以及相应的稳健培训办法;在本文件中,我们系统化了可靠的稳健办法以及相关的实际和理论影响和结论;我们还为现有稳健的稳健性核查和不同数据集的培训办法提供了第一个全面基准;特别是,我们(1) 为稳健健的核查和培训办法提供分类,并概述代表性算法的方法;(2) 揭示这些办法的特点、强、强、局限性和基本联系;(3) 讨论目前的研究进展、理论障碍、主要挑战和未来方向;(4) 可靠地为有代表性的20个可靠、可靠、可靠、可靠、可靠、可靠、可靠、可靠的平台提供可靠的方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+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
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24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 · 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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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
2+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
24+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Generative Adversarial Networks: A Survey and Taxonomy
Few-shot Learning: A Survey
Arxiv
362+阅读 · 2019年4月10日
A Comprehensive Survey on Graph Neural Networks
Arxiv
21+阅读 · 2019年1月3日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+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
相关资讯
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24日
相关论文
Arxiv
24+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Generative Adversarial Networks: A Survey and Taxonomy
Few-shot Learning: A Survey
Arxiv
362+阅读 · 2019年4月10日
A Comprehensive Survey on Graph Neural Networks
Arxiv
21+阅读 · 2019年1月3日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
相关基金
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 · 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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+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
2+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员