Speech recognition is an essential start ring of human-computer interaction, and recently, deep learning models have achieved excellent success in this task. However, when the model training and private data provider are always separated, some security threats that make deep neural networks (DNNs) abnormal deserve to be researched. In recent years, the typical backdoor attacks have been researched in speech recognition systems. The existing backdoor methods are based on data poisoning. The attacker adds some incorporated changes to benign speech spectrograms or changes the speech components, such as pitch and timbre. As a result, the poisoned data can be detected by human hearing or automatic deep algorithms. To improve the stealthiness of data poisoning, we propose a non-neural and fast algorithm called Random Spectrogram Rhythm Transformation (RSRT) in this paper. The algorithm combines four steps to generate stealthy poisoned utterances. From the perspective of rhythm component transformation, our proposed trigger stretches or squeezes the mel spectrograms and recovers them back to signals. The operation keeps timbre and content unchanged for good stealthiness. Our experiments are conducted on two kinds of speech recognition tasks, including testing the stealthiness of poisoned samples by speaker verification and automatic speech recognition. The results show that our method has excellent effectiveness and stealthiness. The rhythm trigger needs a low poisoning rate and gets a very high attack success rate.


翻译:语音识别是人机交互的关键起始环节,近年来深度学习模型在该任务中取得了卓越成就。然而,当模型训练与私有数据提供方始终分离时,导致深度神经网络(DNNs)异常的一些安全威胁值得深入研究。近年来,典型后门攻击已在语音识别系统中得到探索。现有后门方法基于数据投毒,攻击者对良性语音频谱图添加特定修改或改变语音成分(如音高和音色),导致投毒数据可能被人耳或自动深度算法检测。为提升数据投毒的隐蔽性,本文提出一种非神经网络的快速算法——随机频谱图节奏变换(RSRT)。该算法通过四个步骤生成隐蔽的投毒语音样本。从节奏成分变换的角度,我们提出的触发器对梅尔频谱图进行拉伸或压缩后还原为信号,该操作保持音色与内容不变以实现良好隐蔽性。我们在两类语音识别任务上进行实验,包括通过说话人验证和自动语音识别测试投毒样本的隐蔽性。结果表明,本方法具有优异的有效性与隐蔽性:节奏触发器仅需较低投毒率即可获得极高的攻击成功率。

0
下载
关闭预览

相关内容

语音识别是计算机科学和计算语言学的一个跨学科子领域,它发展了一些方法和技术,使计算机可以将口语识别和翻译成文本。 它也被称为自动语音识别(ASR),计算机语音识别或语音转文本(STT)。它整合了计算机科学,语言学和计算机工程领域的知识和研究。
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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
2+阅读 · 2017年12月31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
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
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
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
Arxiv
25+阅读 · 2018年1月24日
VIP会员
最新内容
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:14
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
2+阅读 · 今天5:59
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:51
《提升生成模型的安全性与保障》博士论文
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:47
美国当前高超音速导弹发展概述
专知会员服务
4+阅读 · 4月19日
无人机蜂群建模与仿真方法
专知会员服务
11+阅读 · 4月19日
澳大利亚发布《国防战略(2026年)》
专知会员服务
6+阅读 · 4月19日
全球高超音速武器最新发展趋势
专知会员服务
5+阅读 · 4月19日
相关资讯
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
2+阅读 · 2017年12月31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
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
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