Deep neural networks are exploited using natural adversarial samples, which have no impact on human perception but are misclassified. Current approaches often rely on the white-box nature of deep neural networks to generate these adversarial samples or alter the distribution of adversarial samples compared to training distribution. To alleviate the limitations of current approaches, we propose EvoSeed, a novel evolutionary strategy-based search algorithmic framework to generate natural adversarial samples. Our EvoSeed framework uses auxiliary Diffusion and Classifier models to operate in a model-agnostic black-box setting. We employ CMA-ES to optimize the search for an adversarial seed vector, which, when processed by the Conditional Diffusion Model, results in an unrestricted natural adversarial sample misclassified by the Classifier Model. Experiments show that generated adversarial images are of high image quality and are transferable to different classifiers. Our approach demonstrates promise in enhancing the quality of adversarial samples using evolutionary algorithms. We hope our research opens new avenues to enhance the robustness of deep neural networks in real-world scenarios. Project Website can be accessed at \url{https://shashankkotyan.github.io/EvoSeed}.


翻译:深度神经网络可通过自然对抗样本被利用,这些样本对人类感知无影响但会被错误分类。现有方法通常依赖深度神经网络的白盒特性来生成此类样本,或导致对抗样本的分布偏离训练分布。为克服当前方法的局限性,我们提出EvoSeed——一种基于进化策略的搜索算法框架,用于生成自然对抗样本。该框架通过辅助扩散模型与分类器模型,在模型无关的黑盒场景中运行。我们采用CMA-ES优化对抗种子向量的搜索过程,该向量经条件扩散模型处理后,生成被分类器模型错误分类的无约束自然对抗样本。实验表明,生成的对抗图像具有高图像质量,并可迁移至不同分类器。本方法展示了利用进化算法提升对抗样本质量的潜力,有望为增强深度神经网络在真实场景中的鲁棒性开辟新路径。项目网站可访问\url{https://shashankkotyan.github.io/EvoSeed}。

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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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