Recently proliferated semantic communications (SC) aim at effectively transmitting the semantics conveyed by the source and accurately interpreting the meaning at the destination. While such a paradigm holds the promise of making wireless communications more intelligent, it also suffers from severe semantic security issues, such as eavesdropping, privacy leaking, and spoofing, due to the open nature of wireless channels and the fragility of neural modules. Previous works focus more on the robustness of SC via offline adversarial training of the whole system, while online semantic protection, a more practical setting in the real world, is still largely under-explored. To this end, we present SemProtector, a unified framework that aims to secure an online SC system with three hot-pluggable semantic protection modules. Specifically, these protection modules are able to encrypt semantics to be transmitted by an encryption method, mitigate privacy risks from wireless channels by a perturbation mechanism, and calibrate distorted semantics at the destination by a semantic signature generation method. Our framework enables an existing online SC system to dynamically assemble the above three pluggable modules to meet customized semantic protection requirements, facilitating the practical deployment in real-world SC systems. Experiments on two public datasets show the effectiveness of our proposed SemProtector, offering some insights of how we reach the goal of secrecy, privacy and integrity of an SC system. Finally, we discuss some future directions for the semantic protection.


翻译:近年来蓬勃发展的语义通信(SC)旨在有效传输信源所传达的语义,并在目的地准确解析其含义。尽管这种范式有望使无线通信更加智能化,但由于无线信道的开放性和神经模块的脆弱性,它也面临着严重的语义安全问题,例如窃听、隐私泄露和欺骗。以往的研究更多通过离线对抗训练整个系统来增强SC的鲁棒性,而在线语义保护——这种在实际场景中更实用的设置——仍未得到充分探索。为此,我们提出了SemProtector,这是一个统一框架,旨在通过三个即插即用的语义保护模块来保障在线SC系统的安全性。具体而言,这些保护模块能够通过加密方法对传输语义进行加密,通过扰动机制降低来自无线信道的隐私风险,并通过语义签名生成方法校准目的地处的失真语义。我们的框架使现有在线SC系统能够动态组合上述三个即插模块,以满足定制化的语义保护需求,从而促进在实际SC系统中的部署。在两个公开数据集上的实验表明了所提SemProtector的有效性,并提供了关于如何实现SC系统保密性、隐私性和完整性的见解。最后,我们讨论了语义保护的一些未来方向。

0
下载
关闭预览

相关内容

SC:International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis。 Explanation:高性能计算、网络、存储和分析国际会议。 Publisher:IEEE。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/sc/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
乌军利用美国“黄蜂”无人机摧毁俄军后勤
专知会员服务
4+阅读 · 6月7日
《支持作战级人机协同智能的交互式OODA流程》
专知会员服务
10+阅读 · 6月7日
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
8+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
11+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
11+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员