The successful emergence of deep learning (DL) in wireless system applications has raised concerns about new security-related challenges. One such security challenge is adversarial attacks. Although there has been much work demonstrating the susceptibility of DL-based classification tasks to adversarial attacks, regression-based problems in the context of a wireless system have not been studied so far from an attack perspective. The aim of this paper is twofold: (i) we consider a regression problem in a wireless setting and show that adversarial attacks can break the DL-based approach and (ii) we analyze the effectiveness of adversarial training as a defensive technique in adversarial settings and show that the robustness of DL-based wireless system against attacks improves significantly. Specifically, the wireless application considered in this paper is the DL-based power allocation in the downlink of a multicell massive multi-input-multi-output system, where the goal of the attack is to yield an infeasible solution by the DL model. We extend the gradient-based adversarial attacks: fast gradient sign method (FGSM), momentum iterative FGSM, and projected gradient descent method to analyze the susceptibility of the considered wireless application with and without adversarial training. We analyze the deep neural network (DNN) models performance against these attacks, where the adversarial perturbations are crafted using both the white-box and black-box attacks.


翻译:在无线系统应用程序中成功出现深层次学习(DL)已引起人们对与安全有关的新挑战的关切。这种安全挑战之一是对抗性攻击。虽然已经做了大量工作,证明基于DL的无线系统分类任务对对抗性攻击的敏感性,但迄今尚未从攻击角度研究无线系统背景下的回归问题。本文的目的是双重的:(一) 我们考虑无线环境中的回归问题,并表明对抗性攻击可以打破基于DL的对抗性攻击方法;(二) 我们分析对抗性攻击训练作为对抗性攻击环境中防御性技术的对抗性训练的有效性,并表明基于DL的无线系统对攻击的强大性能有显著改善。具体地说,本文考虑的无线应用是基于DL的无线系统下行能力分配问题,目的是通过DL模式产生一种不可行的解决办法。我们推广基于梯度的对抗性攻击:快速加速信号法(FGSM),并预测基于D的无线性攻击性能分析网络的精确性能,而我们不进行这些无线性攻击的模型是用来分析。

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