Neural Networks are used today in numerous security- and safety-relevant domains and are, as such, a popular target of attacks that subvert their classification capabilities, by manipulating the network parameters. Prior work has introduced sensitive samples -- inputs highly sensitive to parameter changes -- to detect such manipulations, and proposed a gradient ascent-based approach to compute them. In this paper we offer an alternative, using symbolic constraint solvers. We model the network and a formal specification of a sensitive sample in the language of the solver and ask for a solution. This approach supports a rich class of queries, corresponding, for instance, to the presence of certain types of attacks. Unlike earlier techniques, our approach does not depend on convex search domains, or on the suitability of a starting point for the search. We address the performance limitations of constraint solvers by partitioning the search space for the solver, and exploring the partitions according to a balanced schedule that still retains completeness of the search. We demonstrate the impact of the use of solvers in terms of functionality and search efficiency, using a case study for the detection of Trojan attacks on Neural Networks.


翻译:今天,神经网络被用于许多与安保和安全有关的领域,因此,通过操纵网络参数,成为破坏其分类能力的受欢迎的攻击目标,从而破坏其分类能力。先前的工作引入了敏感样本 -- -- 输入对参数变化高度敏感的投入 -- -- 来检测这些操纵,并提出了一种基于梯度的增益法来计算这些操作。在本文中,我们提供了一个替代方法,使用象征性的制约解答器。我们用解决问题者的语言模拟网络和敏感样本的正式规格,并要求找到解决办法。这种方法支持大量查询,例如与某些类型的攻击相对应的查询。与早先的技术不同,我们的方法并不取决于convex搜索领域,也不取决于搜索起点的适宜性。我们通过对解决问题者的搜索空间进行分割,并根据仍保持搜索完整性的平衡时间表探索隔断区。我们通过对发现Trojan袭击神经网络的案例研究,展示了使用解决者在功能和搜索效率方面的影响。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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