We study defense strategies against reward poisoning attacks in reinforcement learning. As a threat model, we consider attacks that minimally alter rewards to make the attacker's target policy uniquely optimal under the poisoned rewards, with the optimality gap specified by an attack parameter. Our goal is to design agents that are robust against such attacks in terms of the worst-case utility w.r.t. the true, unpoisoned, rewards while computing their policies under the poisoned rewards. We propose an optimization framework for deriving optimal defense policies, both when the attack parameter is known and unknown. Moreover, we show that defense policies that are solutions to the proposed optimization problems have provable performance guarantees. In particular, we provide the following bounds with respect to the true, unpoisoned, rewards: a) lower bounds on the expected return of the defense policies, and b) upper bounds on how suboptimal these defense policies are compared to the attacker's target policy. We conclude the paper by illustrating the intuitions behind our formal results, and showing that the derived bounds are non-trivial.


翻译:在强化学习中,我们研究防止中毒袭击的防御战略。作为一个威胁模型,我们考虑那些最微小地改变奖赏以使攻击者的目标政策在有毒的奖赏下达到最佳效果,并有攻击参数规定的最佳性差。我们的目标是设计能以最坏的功率(w.r.t.)来对付这种攻击的代理物,真实的、未受毒害的、奖励,同时根据有毒的奖赏来计算其政策。我们建议一个优化框架,以便在已知和未知的攻击参数时,形成最佳的防御政策。此外,我们表明,作为拟议优化问题的解决方案的防御政策有可调适的绩效保证。特别是,我们在真实的、未受毒害的奖励方面提供了以下界限:(a) 降低国防政策的预期回报的界限,以及(b) 将这些防御政策与攻击者的目标政策相比如何不理想的界限。我们通过说明我们正式结果背后的直觉,并通过显示衍生的界限不是三重的界限来完成这一论文。

0
下载
关闭预览

相关内容

自然语言处理现代方法,176页pdf
专知会员服务
269+阅读 · 2021年2月22日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
129+阅读 · 2020年11月20日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
5+阅读 · 2020年6月16日
Deflecting Adversarial Attacks
Arxiv
8+阅读 · 2020年2月18日
Arxiv
4+阅读 · 2018年10月5日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
2+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+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
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关VIP内容
自然语言处理现代方法,176页pdf
专知会员服务
269+阅读 · 2021年2月22日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
129+阅读 · 2020年11月20日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员