Adversarial attacks can generate adversarial inputs by applying small but intentionally worst-case perturbations to samples from the dataset, which leads to even state-of-the-art deep neural networks outputting incorrect answers with high confidence. Hence, some adversarial defense techniques are developed to improve the security and robustness of the models and avoid them being attacked. Gradually, a game-like competition between attackers and defenders formed, in which both players would attempt to play their best strategies against each other while maximizing their own payoffs. To solve the game, each player would choose an optimal strategy against the opponent based on the prediction of the opponent's strategy choice. In this work, we are on the defensive side to apply game-theoretic approaches on defending against attacks. We use two randomization methods, random initialization and stochastic activation pruning, to create diversity of networks. Furthermore, we use one denoising technique, super resolution, to improve models' robustness by preprocessing images before attacks. Our experimental results indicate that those three methods can effectively improve the robustness of deep-learning neural networks.


翻译:反向攻击可以产生对抗性投入,通过对数据集的样本采用小型但故意最坏的干扰,从而导致甚至最先进的深神经网络,以高度的自信生成不正确的答案。 因此,开发了一些对抗性防御技术,以提高模型的安全和稳健性,避免它们受到攻击。 攻击者和所形成的捍卫者之间渐渐形成一种游戏式的竞争,在这种竞争中,双方都会试图在最大程度上利用各自的最佳战略来对付对方。 为了解决这场游戏,每个玩家会根据对对手战略选择的预测,选择一种对抗对手的最佳战略。 在这项工作中,我们在防守方面采取游戏理论方法来防御攻击。 我们使用两种随机的初始化和随机启动启动方法,以创造网络的多样性。 此外,我们使用一种分解技术,即超级分辨率,通过在攻击前处理图像来提高模型的稳健性。 我们的实验结果表明,这三种方法可以有效地改善深度学习神经网络的稳健性。

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