Many adversarial attack methods achieve satisfactory attack success rates under the white-box setting, but they usually show poor transferability when attacking other DNN models. Momentum-based attack is one effective method to improve transferability. It integrates the momentum term into the iterative process, which can stabilize the update directions by adding the gradients' temporal correlation for each pixel. We argue that only this temporal momentum is not enough, the gradients from the spatial domain within an image, i.e. gradients from the context pixels centered on the target pixel are also important to the stabilization. For that, we propose a novel method named Spatial Momentum Iterative FGSM attack (SMI-FGSM), which introduces the mechanism of momentum accumulation from temporal domain to spatial domain by considering the context information from different regions within the image. SMI-FGSM is then integrated with temporal momentum to simultaneously stabilize the gradients' update direction from both the temporal and spatial domains. Extensive experiments show that our method indeed further enhances adversarial transferability. It achieves the best transferability success rate for multiple mainstream undefended and defended models, which outperforms the state-of-the-art attack methods by a large margin of 10\% on average.


翻译:许多对抗性攻击方法在白箱设置下达到令人满意的攻击成功率,但在攻击其他 DNN 模型时通常显示不易转移性。 动力式攻击是提高可转移性的有效方法之一。 它将动因词融入迭接过程, 通过添加每个像素的梯度时间相关性来稳定更新方向。 我们争辩说, 只有这种时间动力还不够, 图像中空间域的梯度, 即以目标像素为核心的上下文像素梯度, 对稳定也非常重要。 为此, 我们提议了一个名为空间动脉超动性FGSM攻击的新方法( SMI- FGSM ), 通过考虑图像中不同区域的背景信息来引入从时间域到空间域的动力积累机制。 然后, SMI- FGSM 与时间动力相结合, 以同时稳定时间和空间范围内的梯度方向。 广泛的实验显示, 我们的方法确实进一步增强对抗性转移性。 它通过10个平均模型, 超越了10个平均模型的状态。

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