Pretrained vision-language models (VLMs) like CLIP have shown impressive generalization performance across various downstream tasks, yet they remain vulnerable to adversarial attacks. While prior research has primarily concentrated on improving the adversarial robustness of image encoders to guard against attacks on images, the exploration of text-based and multimodal attacks has largely been overlooked. In this work, we initiate the first known and comprehensive effort to study adapting vision-language models for adversarial robustness under the multimodal attack. Firstly, we introduce a multimodal attack strategy and investigate the impact of different attacks. We then propose a multimodal contrastive adversarial training loss, aligning the clean and adversarial text embeddings with the adversarial and clean visual features, to enhance the adversarial robustness of both image and text encoders of CLIP. Extensive experiments on 15 datasets across two tasks demonstrate that our method significantly improves the adversarial robustness of CLIP. Interestingly, we find that the model fine-tuned against multimodal adversarial attacks exhibits greater robustness than its counterpart fine-tuned solely against image-based attacks, even in the context of image attacks, which may open up new possibilities for enhancing the security of VLMs.


翻译:预训练的视觉语言模型(如CLIP)在下游任务中展现出令人印象深刻的泛化性能,但面对对抗攻击仍存在脆弱性。尽管先前研究主要集中于提升图像编码器的对抗鲁棒性以防御针对图像的攻击,但基于文本和多模态攻击的探索在很大程度上被忽视。本文首次开展全面研究,旨在探索在**多模态攻击**下如何适应视觉语言模型以实现对抗鲁棒性。首先,我们提出一种多模态攻击策略,并考察不同攻击的影响。随后,我们设计一种多模态对比对抗训练损失,通过对齐干净文本与对抗文本的嵌入表示及对抗视觉特征与干净视觉特征,增强CLIP图像与文本编码器的对抗鲁棒性。在15个数据集上的跨两项任务的大量实验表明,我们的方法显著提升了CLIP的对抗鲁棒性。有趣的是,我们发现在图像攻击场景中,针对多模态对抗攻击微调的模型,其鲁棒性甚至优于仅针对图像攻击微调的模型。这一发现可能为增强视觉语言模型的安全性开辟新途径。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
3+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
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
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
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
9+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
3+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
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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员