Fast Adversarial Training (FAT) has attracted significant attention due to its efficiency in enhancing neural network robustness against adversarial attacks. However, FAT is prone to catastrophic overfitting (CO), wherein models overfit to the specific attack used during training and fail to generalize to others. While existing methods introduce diverse hypotheses and propose various strategies to mitigate CO, a systematic and intuitive explanation of CO remains absent. In this work, we innovatively interpret CO through the lens of backdoor. Through validations on pathway division, diverse feature predictions, and universal class distinguishable triggers in CO, we conceptualize CO as a weak trigger variant of unlearnable tasks, unifying CO, backdoor attacks, and unlearnable tasks under a common theoretical framework. Guided by this, we leverage several backdoor inspired strategies to mitigate CO: (i) Recalibrate CO affected model parameters using vanilla fine tuning, linear probing, or reinitialization-based techniques; (ii) Introduce a weight outlier suppression constraint to regulate abnormal deviations in model weights. Extensive experiments support our interpretation of CO and show the efficacy of the proposed mitigation strategies.


翻译:快速对抗训练(FAT)因其在提升神经网络对抗攻击鲁棒性方面的高效性而备受关注。然而,FAT易出现灾难性过拟合(CO),即模型过度拟合训练中使用的特定攻击,无法泛化至其他攻击类型。现有方法虽提出多种假设并制定缓解CO的策略,但仍缺乏对CO的系统性直观解释。本文创新性地从后门视角解读CO。通过验证CO中的路径划分、多样特征预测及通用类别可区分触发器,我们将CO视为不可学习任务的弱触发变体,从而将CO、后门攻击与不可学习任务统一至共同理论框架。基于此,我们采用多种后门启发式策略缓解CO:(i) 通过微调、线性探测或重初始化技术重新校准受CO影响的模型参数;(ii) 引入权重异常值抑制约束以调控模型权重的异常偏差。大量实验支持我们对CO的解释,并证明了所提缓解策略的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度学习中的架构后门:漏洞、检测与防御综述
专知会员服务
12+阅读 · 2025年7月19日
面向深度学习的后门攻击及防御研究综述
专知会员服务
13+阅读 · 2025年7月4日
什么是后训练?大语言模型训练后优化方法综述,87页pdf
模拟仿真技术及其在训练领域的应用综述
专知会员服务
104+阅读 · 2023年7月17日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
TheFatRat 一款简易后门工具
黑白之道
36+阅读 · 2019年10月23日
【学界】虚拟对抗训练:一种新颖的半监督学习正则化方法
GAN生成式对抗网络
10+阅读 · 2019年6月9日
如何理解模型的过拟合与欠拟合,以及如何解决?
七月在线实验室
12+阅读 · 2019年4月23日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
换个角度看GAN:另一种损失函数
机器之心
16+阅读 · 2019年1月1日
国家自然科学基金
122+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31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
75+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
19+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
7+阅读 · 7月28日
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
5+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
9+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
12+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
10+阅读 · 7月26日
相关基金
国家自然科学基金
122+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31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
75+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
19+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员