Deep neural networks (DNNs) have demonstrated exceptional success across various tasks, underscoring the need to evaluate the robustness of advanced DNNs. However, traditional methods using stickers as physical perturbations to deceive classifiers present challenges in achieving stealthiness and suffer from printing loss. Recent advancements in physical attacks have utilized light beams such as lasers and projectors to perform attacks, where the optical patterns generated are artificial rather than natural. In this study, we introduce a novel physical attack, adversarial catoptric light (AdvCL), where adversarial perturbations are generated using a common natural phenomenon, catoptric light, to achieve stealthy and naturalistic adversarial attacks against advanced DNNs in a black-box setting. We evaluate the proposed method in three aspects: effectiveness, stealthiness, and robustness. Quantitative results obtained in simulated environments demonstrate the effectiveness of the proposed method, and in physical scenarios, we achieve an attack success rate of 83.5%, surpassing the baseline. We use common catoptric light as a perturbation to enhance the stealthiness of the method and make physical samples appear more natural. Robustness is validated by successfully attacking advanced and robust DNNs with a success rate over 80% in all cases. Additionally, we discuss defense strategy against AdvCL and put forward some light-based physical attacks.


翻译:深度神经网络(DNN)已在各类任务中展现出卓越的成功,凸显了评估先进DNN鲁棒性的必要性。然而,传统使用贴纸作为物理扰动来欺骗分类器的方法在实现隐蔽性方面存在挑战,并且面临打印损失问题。近期物理攻击的进展利用激光和投影仪等光束进行攻击,其中生成的光学模式是人工而非自然的。在本研究中,我们提出一种新型物理攻击——对抗性反光(AdvCL),利用常见自然现象“反光”生成对抗性扰动,在黑盒设置下对先进DNN实现隐蔽且自然的对抗性攻击。我们从有效性、隐蔽性和鲁棒性三个方面评估所提方法。在模拟环境中获得的定量结果证明了该方法的有效性,在物理场景下我们实现了83.5%的攻击成功率,超越了基线。我们使用常见反光作为扰动来增强方法的隐蔽性,使物理样本显得更加自然。鲁棒性通过成功攻击先进且鲁棒的DNN得到验证,所有情况下成功率均超过80%。此外,我们讨论了针对AdvCL的防御策略,并提出了一些基于光的物理攻击。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月31日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18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
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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3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 · 2014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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月10日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
VIP会员
最新内容
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
7+阅读 · 6月14日
《无人水面艇文献综述与结构设计》135页
专知会员服务
12+阅读 · 6月13日
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
8+阅读 · 6月12日
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
13+阅读 · 6月12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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3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 · 2014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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员