Deep neural networks (DNNs) have significantly boosted the performance of many challenging tasks. Despite the great development, DNNs have also exposed their vulnerability. Recent studies have shown that adversaries can manipulate the predictions of DNNs by adding a universal adversarial perturbation (UAP) to benign samples. On the other hand, increasing efforts have been made to help users understand and explain the inner working of DNNs by highlighting the most informative parts (i.e., attribution maps) of samples with respect to their predictions. Moreover, we first empirically find that such attribution maps between benign and adversarial examples have a significant discrepancy, which has the potential to detect universal adversarial perturbations for defending against adversarial attacks. This finding motivates us to further investigate a new research problem: whether there exist universal adversarial perturbations that are able to jointly attack DNNs classifier and its interpretation with malicious desires. It is challenging to give an explicit answer since these two objectives are seemingly conflicting. In this paper, we propose a novel attacking framework to generate joint universal adversarial perturbations (JUAP), which can fool the DNNs model and misguide the inspection from interpreters simultaneously. Comprehensive experiments on various datasets demonstrate the effectiveness of the proposed method JUAP for joint attacks. To the best of our knowledge, this is the first effort to study UAP for jointly attacking both DNNs and interpretations.


翻译:深度神经网络(DNNs)已显著提升了许多具有挑战性任务的性能。尽管取得了巨大进展,DNNs也暴露了其脆弱性。最近的研究表明,攻击者可以通过在良性样本上添加通用对抗扰动(UAP)来操纵DNNs的预测。另一方面,越来越多的研究致力于通过突出样本中相对于其预测最具信息量的部分(即归因图),帮助用户理解和解释DNNs的内部工作机制。此外,我们首次通过实证发现,良性样本与对抗样本之间的此类归因图存在显著差异,这为检测通用对抗扰动以防御对抗攻击提供了潜在可能。这一发现促使我们进一步研究一个新的科学问题:是否存在能够同时攻击DNNs分类器及其可解释性机制、且符合恶意意图的通用对抗扰动?由于这两个目标看似相互冲突,给出明确答案具有挑战性。本文提出了一种新颖的攻击框架,用于生成联合通用对抗扰动(JUAP),该扰动能同时欺骗DNNs模型并误导解释器的检测分析。在多个数据集上的综合实验证明了所提方法JUAP在联合攻击中的有效性。据我们所知,这是首次针对同时攻击DNNs及其可解释性的UAP问题展开研究。

0
下载
关闭预览

相关内容

人类接受高层次教育、进行原创性研究的场所。 现在的大学一般包括一个能授予硕士和博士学位的研究生院和数个专业学院,以及能授予学士学位的一个本科生院。大学还包括高等专科学校
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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+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
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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
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
Arxiv
0+阅读 · 2024年10月3日
Arxiv
11+阅读 · 2023年3月8日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
VIP会员
最新内容
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
1+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
3+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
4+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
12+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
9+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
4+阅读 · 4月24日
相关VIP内容
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
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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
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