Backdoor attacks have emerged as one of the major security threats to deep learning models as they can easily control the model's test-time predictions by pre-injecting a backdoor trigger into the model at training time. While backdoor attacks have been extensively studied on images, few works have investigated the threat of backdoor attacks on time series data. To fill this gap, in this paper we present a novel generative approach for time series backdoor attacks against deep learning based time series classifiers. Backdoor attacks have two main goals: high stealthiness and high attack success rate. We find that, compared to images, it can be more challenging to achieve the two goals on time series. This is because time series have fewer input dimensions and lower degrees of freedom, making it hard to achieve a high attack success rate without compromising stealthiness. Our generative approach addresses this challenge by generating trigger patterns that are as realistic as real-time series patterns while achieving a high attack success rate without causing a significant drop in clean accuracy. We also show that our proposed attack is resistant to potential backdoor defenses. Furthermore, we propose a novel universal generator that can poison any type of time series with a single generator that allows universal attacks without the need to fine-tune the generative model for new time series datasets.


翻译:后门攻击已成为深度学习模型面临的主要安全威胁之一,通过在训练阶段预先注入后门触发器,攻击者能轻易控制模型在测试阶段的预测结果。尽管后门攻击已在图像领域得到广泛研究,但鲜有工作探究其对时间序列数据的威胁。为填补这一空白,本文提出了一种面向基于深度学习的时间序列分类器的生成式后门攻击新方法。后门攻击需达成两个核心目标:高度隐蔽性与高攻击成功率。我们发现,相较于图像,在时间序列上同时实现这两个目标更具挑战性——由于时间序列输入维度更少、自由度更低,在不牺牲隐蔽性的前提下难以维持高攻击成功率。我们的生成式方法通过生成与真实时间序列模式高度相似的触发器图案来应对这一挑战,在实现高攻击成功率的同时,不会导致干净准确率显著下降。实验表明,所提攻击能够有效抵御潜在的后门防御机制。此外,我们进一步提出了一种新颖的通用生成器,该生成器可通过单一模型污染任意类型的时间序列,无需针对新数据集微调生成模型即可实现通用攻击。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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 · 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
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
0+阅读 · 2012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
0+阅读 · 2012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3月25日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
15+阅读 · 2020年10月26日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
9+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关资讯
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月25日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
15+阅读 · 2020年10月26日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
相关基金
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 · 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 · 2012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
0+阅读 · 2012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
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