While adversarial attacks on deep image classification models pose serious security concerns in practice, this paper suggests a novel paradigm where the concept of adversarial attacks can benefit classification performance, which we call amicable aid. We show that by taking the opposite search direction of perturbation, an image can be converted to another yielding higher confidence by the classification model and even a wrongly classified image can be made to be correctly classified. Furthermore, with a large amount of perturbation, an image can be made unrecognizable by human eyes, while it is correctly recognized by the model. The mechanism of the amicable aid is explained in the viewpoint of the underlying natural image manifold. We also consider universal amicable perturbations, i.e., a fixed perturbation can be applied to multiple images to improve their classification results. While it is challenging to find such perturbations, we show that making the decision boundary as perpendicular to the image manifold as possible via training with modified data is effective to obtain a model for which universal amicable perturbations are more easily found. Finally, we discuss several application scenarios where the amicable aid can be useful, including secure image communication, privacy-preserving image communication, and protection against adversarial attacks.


翻译:虽然对深图像分类模型的对抗性攻击在实践中引起了严重的安全关切,但本文建议了一种新的范式,即对抗性攻击的概念能够有利于分类性能,我们称之为友好援助。我们表明,通过采用相反的扰动搜索方向,可以将图像转换为另一个能产生更高信任的图像,通过分类模式,甚至错误的分类图像,可以进行正确的分类。此外,由于大量的扰动,一个图像可以被人类眼睛无法辨认,而模型却正确地承认了它。友好援助机制从自然图像的基本方形的角度来解释。我们还考虑普遍友好性扰动,即固定的扰动可以应用于多个图像,以提高其分类结果。虽然发现这种扰动性很有挑战性,但我们表明,通过对修改数据进行培训,使决策界限与图像的方格相交错是有效的,因此可以更容易地找到一种模式。最后,我们讨论了友好性援助的一些应用情景,包括安全性图像、隐私保护和保密性图像。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
160+阅读 · 2020年6月2日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
GAN新书《生成式深度学习》,Generative Deep Learning,379页pdf
专知会员服务
202+阅读 · 2019年9月30日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年10月16日
Deflecting Adversarial Attacks
Arxiv
8+阅读 · 2020年2月18日
Generative Adversarial Networks: A Survey and Taxonomy
Adversarial Reprogramming of Neural Networks
Arxiv
3+阅读 · 2018年6月28日
VIP会员
相关资讯
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年10月16日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员