The vulnerability of deep neural networks to adversarial examples has motivated an increasing number of defense strategies for promoting model robustness. However, the progress is usually hampered by insufficient robustness evaluations. As the de facto standard to evaluate adversarial robustness, adversarial attacks typically solve an optimization problem of crafting adversarial examples with an iterative process. In this work, we propose a Model-Agnostic Meta-Attack (MAMA) approach to discover stronger attack algorithms automatically. Our method learns the optimizer in adversarial attacks parameterized by a recurrent neural network, which is trained over a class of data samples and defenses to produce effective update directions during adversarial example generation. Furthermore, we develop a model-agnostic training algorithm to improve the generalization ability of the learned optimizer when attacking unseen defenses. Our approach can be flexibly incorporated with various attacks and consistently improves the performance with little extra computational cost. Extensive experiments demonstrate the effectiveness of the learned attacks by MAMA compared to the state-of-the-art attacks on different defenses, leading to a more reliable evaluation of adversarial robustness.


翻译:深神经网络对对抗性实例的脆弱性促使越来越多的防御战略促进模型的稳健性。但是,进展通常受到缺乏强健性评价的阻碍。作为评价对抗性强性的实际标准,对抗性攻击通常能用迭代程序解决编造对抗性实例的最优化问题。在这项工作中,我们提议采用模型-不可知元-Attack(MAMA)方法,自动发现更强大的攻击算法。我们的方法学习了对抗性攻击的最优化因素,而对抗性攻击的参数是由一个经常性神经网络作为参数,该神经网络经过一系列数据样本和防御的训练,以便在对抗性例子生成期间产生有效的更新方向。此外,我们开发了模型-不可知性培训算法,以提高在攻击看不见防御性时所学到的优化者的一般能力。我们的方法可以灵活地结合各种攻击,并以很少增加的计算成本不断提高性。广泛的实验表明MAMA所学攻击与对不同防御的州级攻击相比是有效的,导致对对抗性强性较可靠的评价。

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