Backdoor attacks have emerged as one of the major security threats to deep learning models as they can easily control the model's test-time predictions by pre-injecting a backdoor trigger into the model at training time. While backdoor attacks have been extensively studied on images, few works have investigated the threat of backdoor attacks on time series data. To fill this gap, in this paper we present a novel generative approach for time series backdoor attacks against deep learning based time series classifiers. Backdoor attacks have two main goals: high stealthiness and high attack success rate. We find that, compared to images, it can be more challenging to achieve the two goals on time series. This is because time series have fewer input dimensions and lower degrees of freedom, making it hard to achieve a high attack success rate without compromising stealthiness. Our generative approach addresses this challenge by generating trigger patterns that are as realistic as real-time series patterns while achieving a high attack success rate without causing a significant drop in clean accuracy. We also show that our proposed attack is resistant to potential backdoor defenses. Furthermore, we propose a novel universal generator that can poison any type of time series with a single generator that allows universal attacks without the need to fine-tune the generative model for new time series datasets.


翻译:后门攻击已成为对深层次学习模式的主要安全威胁之一,因为后门攻击很容易通过在培训时预先向模型输入后门触发器来控制模型的测试时间预测。虽然对图像进行了广泛的后门攻击研究,但很少有作品调查后门攻击对时间序列数据的威胁。为了填补这一空白,我们在本文件中介绍了对基于深层学习的时间序列分类者进行时间序列后门攻击的新颖基因化方法,对基于深层学习的时间序列分类者进行时间序列攻击,后门攻击有两个主要目标:高度的隐形和高攻击成功率。我们认为,与图像相比,实现时间序列的两个目标可能更具挑战性。这是因为时间序列的投入量较少,自由度较低,因此很难在不破坏时门攻击成功率的情况下实现高的后门攻击率。为了应对这一挑战,我们在本文件中提出了一种与实时序列一样现实的触发模式,同时实现高的攻击成功率,同时又不造成明显的准确性下降。我们还表明,我们提议的攻击与潜在的后门防御相比,实现时间序列两个目标可能更具挑战性。此外,我们提议了一个新型的通用发电机模型,可以毒化任何类型的时间序列,使得单一的基因序列成为通用的基因攻击成为通用。

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