With the large-scale integration and use of neural network models, especially in critical embedded systems, their security assessment to guarantee their reliability is becoming an urgent need. More particularly, models deployed in embedded platforms, such as 32-bit microcontrollers, are physically accessible by adversaries and therefore vulnerable to hardware disturbances. We present the first set of experiments on the use of two fault injection means, electromagnetic and laser injections, applied on neural networks models embedded on a Cortex M4 32-bit microcontroller platform. Contrary to most of state-of-the-art works dedicated to the alteration of the internal parameters or input values, our goal is to simulate and experimentally demonstrate the impact of a specific fault model that is instruction skip. For that purpose, we assessed several modification attacks on the control flow of a neural network inference. We reveal integrity threats by targeting several steps in the inference program of typical convolutional neural network models, which may be exploited by an attacker to alter the predictions of the target models with different adversarial goals.


翻译:随着神经网络模型的大规模集成与应用,尤其是在关键嵌入式系统中,对其可靠性进行安全评估已成为迫切需求。更具体而言,部署在嵌入式平台(如32位微控制器)上的模型,由于对手可物理访问,因此易受硬件干扰的影响。我们首次开展了一系列实验,使用电磁和激光两种故障注入手段,针对部署在Cortex M4 32位微控制器平台上的神经网络模型进行了测试。与大多数专注于修改内部参数或输入值的现有研究工作不同,我们的目标是模拟并通过实验证明一种特定故障模型——指令跳转的影响。为此,我们评估了针对神经网络推理控制流的若干修改攻击。通过针对典型卷积神经网络模型推理程序中的多个步骤,我们揭示了完整性威胁,攻击者可能利用这些威胁来改变目标模型的预测结果,从而实现不同的对抗目标。

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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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