Researchers have developed neural network verification algorithms motivated by the need to characterize the robustness of deep neural networks. The verifiers aspire to answer whether a neural network guarantees certain properties with respect to all inputs in a space. However, many verifiers inaccurately model floating point arithmetic but do not thoroughly discuss the consequences. We show that the negligence of floating point error leads to unsound verification that can be systematically exploited in practice. For a pretrained neural network, we present a method that efficiently searches inputs as witnesses for the incorrectness of robustness claims made by a complete verifier. We also present a method to construct neural network architectures and weights that induce wrong results of an incomplete verifier. Our results highlight that, to achieve practically reliable verification of neural networks, any verification system must accurately (or conservatively) model the effects of any floating point computations in the network inference or verification system.


翻译:研究人员开发了神经网络核查算法,其动机是需要说明深层神经网络的稳健性。核查者希望回答神经网络是否保证空间所有投入的某些特性。然而,许多核查者不准确地模拟浮点算术,但没有彻底讨论其后果。我们表明,浮点误差的疏忽导致不健全的核查,在实践中可以系统地加以利用。对于一个受过训练的神经网络,我们提出了一个方法,可以高效率地搜索投入,作为完整的核查者所声称的稳健性不正确的证据。我们还提出了一个构建神经网络结构和重量的方法,造成不完整核查者错误的结果。我们的结果突出表明,为了实现对神经网络的实际可靠的核查,任何核查系统都必须准确(或保守地)地模拟网络推断或核查系统中任何浮点计算的效果。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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