Quantized neural networks (NN) are the common standard to efficiently deploy deep learning models on tiny hardware platforms. However, we notice that quantized NNs are as vulnerable to adversarial attacks as the full-precision models. With the proliferation of neural networks on small devices that we carry or surround us, there is a need for efficient models without sacrificing trust in the prediction in presence of malign perturbations. Current mitigation approaches often need adversarial training or are bypassed when the strength of adversarial examples is increased. In this work, we investigate how a probabilistic framework would assist in overcoming the aforementioned limitations for quantized deep learning models. We explore Stochastic-Shield: a flexible defense mechanism that leverages input filtering and a probabilistic deep learning approach materialized via Monte Carlo Dropout. We show that it is possible to jointly achieve efficiency and robustness by accurately enabling each module without the burden of re-retraining or ad hoc fine-tuning.


翻译:量化神经网络(NN)是高效率地在小型硬件平台上部署深层学习模型的共同标准。然而,我们注意到,量化的无核武器国家与完全精准模型一样容易受到对抗性攻击。随着我们携带或环绕的小型装置上神经网络的扩散,需要高效模型,而不必在出现不适扰的情况下牺牲对预测的信任。当前的缓解方法往往需要对抗性培训,或在对抗性实例强度增加时被绕过。在这项工作中,我们研究一个概率框架如何有助于克服上述四分制深层学习模型的局限性。我们探索Stochatic-Shield:一个灵活的防御机制,利用输入过滤器和通过蒙特卡洛漏网实现的概率性深层学习方法。我们表明,通过准确使每个模块能够实现效率和稳健,而无需再培训或临时微调的负担。

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/
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
48+阅读 · 2020年7月4日
深度学习搜索,Exploring Deep Learning for Search
专知会员服务
57+阅读 · 2020年5月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年4月4日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
推荐|深度强化学习聊天机器人(附论文)!
全球人工智能
4+阅读 · 2018年1月30日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】TensorFlow手把手CNN实践指南
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年8月17日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
6+阅读 · 2021年3月30日
Deflecting Adversarial Attacks
Arxiv
8+阅读 · 2020年2月18日
Adversarial Metric Attack for Person Re-identification
Arxiv
4+阅读 · 2015年3月20日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年4月4日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
推荐|深度强化学习聊天机器人(附论文)!
全球人工智能
4+阅读 · 2018年1月30日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】TensorFlow手把手CNN实践指南
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年8月17日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员