Deep hashing has been extensively applied to massive image retrieval due to its efficiency and effectiveness. Recently, several adversarial attacks have been presented to reveal the vulnerability of deep hashing models against adversarial examples. However, existing attack methods suffer from degraded performance or inefficiency because they underutilize the semantic relations between original samples or spend a lot of time learning these relations with a deep neural network. In this paper, we propose a novel Pharos-guided Attack, dubbed PgA, to evaluate the adversarial robustness of deep hashing networks reliably and efficiently. Specifically, we design pharos code to represent the semantics of the benign image, which preserves the similarity to semantically relevant samples and dissimilarity to irrelevant ones. It is proven that we can quickly calculate the pharos code via a simple math formula. Accordingly, PgA can directly conduct a reliable and efficient attack on deep hashing-based retrieval by maximizing the similarity between the hash code of the adversarial example and the pharos code. Extensive experiments on the benchmark datasets verify that the proposed algorithm outperforms the prior state-of-the-arts in both attack strength and speed.


翻译:深度哈希已被广泛应用于大规模图像检索中,因其效率和有效性。最近,一些对抗攻击被提出以揭示深度哈希模型对于对抗样本的脆弱性。然而,现有的攻击方法由于未充分利用原始样本之间的语义关系或花费大量时间用深度神经网络学习这些关系而导致性能下降或效率低下。本文提出一种新的以 Pharos 引导的攻击算法,称为 PgA,可可靠高效地评估深度哈希网络的对抗鲁棒性。具体而言,我们设计了Pharos码来表示良性图像的语义,该码保存与语义相关样本的相似性以及与不相关样本的不相似性。经证明,我们可以通过一个简单的数学公式快速计算Pharos码。因此,PgA可以通过最大化对抗样本哈希码与Pharos码的相似度,直接对深度哈希检索模型进行可靠和高效的攻击。在基准数据集上的广泛实验证实,所提出的算法在攻击强度和速度方面优于先前的最先进技术。

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