Current studies on adversarial robustness mainly focus on aggregating local robustness results from a set of data samples to evaluate and rank different models. However, the local statistics may not well represent the true global robustness of the underlying unknown data distribution. To address this challenge, this paper makes the first attempt to present a new framework, called GREAT Score , for global robustness evaluation of adversarial perturbation using generative models. Formally, GREAT Score carries the physical meaning of a global statistic capturing a mean certified attack-proof perturbation level over all samples drawn from a generative model. For finite-sample evaluation, we also derive a probabilistic guarantee on the sample complexity and the difference between the sample mean and the true mean. GREAT Score has several advantages: (1) Robustness evaluations using GREAT Score are efficient and scalable to large models, by sparing the need of running adversarial attacks. In particular, we show high correlation and significantly reduced computation cost of GREAT Score when compared to the attack-based model ranking on RobustBench (Croce,et. al. 2021). (2) The use of generative models facilitates the approximation of the unknown data distribution. In our ablation study with different generative adversarial networks (GANs), we observe consistency between global robustness evaluation and the quality of GANs. (3) GREAT Score can be used for remote auditing of privacy-sensitive black-box models, as demonstrated by our robustness evaluation on several online facial recognition services.


翻译:当前对抗鲁棒性研究主要集中于聚合一组数据样本的局部鲁棒性结果,以评估和排序不同模型。然而,局部统计量可能无法充分表征未知数据分布的真实全局鲁棒性。为应对这一挑战,本文首次提出一种名为GREAT Score的新框架,用于基于生成模型评估对抗扰动的全局鲁棒性。形式上,GREAT Score承载了全局统计量的物理意义,该统计量捕捉了从生成模型中采样的所有样本的平均认证抗攻击扰动水平。针对有限样本评估,我们还推导了样本复杂度及样本均值与真实均值之间差异的概率保证。GREAT Score具有以下优势:(1)使用GREAT Score进行鲁棒性评估无需执行对抗攻击,高效且可扩展至大规模模型。具体而言,我们展示了GREAT Score与基于攻击的模型排序(RobustBench,Croce等,2021)具有高度相关性,同时计算成本显著降低。(2)利用生成模型有助于近似未知数据分布。在使用不同生成对抗网络(GANs)的消融研究中,我们观察到全局鲁棒性评估与GAN质量之间存在一致性。(3)GREAT Score可用于隐私敏感黑箱模型的远程审计,如我们在多个在线人脸识别服务上的鲁棒性评估所示。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+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
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月14日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
VIP会员
最新内容
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:04
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
6+阅读 · 今天13:49
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:37
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
5+阅读 · 今天13:11
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28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
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员