Backdoor (Trojan) attacks are an important type of adversarial exploit against deep neural networks (DNNs), wherein a test instance is (mis)classified to the attacker's target class whenever the attacker's backdoor trigger is present. In this paper, we reveal and analyze an important property of backdoor attacks: a successful attack causes an alteration in the distribution of internal layer activations for backdoor-trigger instances, compared to that for clean instances. Even more importantly, we find that instances with the backdoor trigger will be correctly classified to their original source classes if this distribution alteration is corrected. Based on our observations, we propose an efficient and effective method that achieves post-training backdoor mitigation by correcting the distribution alteration using reverse-engineered triggers. Notably, our method does not change any trainable parameters of the DNN, but achieves generally better mitigation performance than existing methods that do require intensive DNN parameter tuning. It also efficiently detects test instances with the trigger, which may help to catch adversarial entities in the act of exploiting the backdoor.


翻译:后门(特洛伊木马)攻击是对深度神经网络(DNN)的一种重要对抗性利用方式:当攻击者的后门触发器存在时,测试样本会被(错误)分类至攻击者的目标类别。本文揭示并分析了后门攻击的一个重要特性:成功攻击会导致带有后门触发器的样本在内部层激活分布上相较于干净样本发生改变。更为重要的是,我们发现若修正这种分布改变,带有后门触发器的样本将被正确分类至其原始源类别。基于这些发现,我们提出了一种高效的方法,通过利用逆向工程得到的触发器来修正分布改变,实现在训练后的后门缓解。值得注意的是,该方法无需修改DNN的任何可训练参数,却能在缓解性能上普遍优于现有需要大量DNN参数调优的方法。此外,该方法还能高效检测携带触发器的测试样本,有助于在攻击者实际利用后门时将其捕获。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年11月27日
Arxiv
30+阅读 · 2021年8月18日
Arxiv
30+阅读 · 2021年7月7日
An Attentive Survey of Attention Models
Arxiv
44+阅读 · 2020年12月15日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员