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在对抗鲁棒迁移学习中,快速方法是否稳定?

机器学习 2025-07-01 v1 机器学习

摘要

迁移学习常用于降低模型训练的计算成本,因为微调模型允许下游任务利用从预训练数据集中学习到的特征,并快速适应新任务。这在实现对抗鲁棒性方面尤为有用,因为从头训练对抗鲁棒模型计算成本极高。然而,迁移学习的高鲁棒性仍需要在微调阶段进行对抗训练,这需要比标准微调快 1 数量级。本文重新审视了在鲁棒迁移学习中使用快速梯度符号方法(FGSM)的做法,以提高对抗微调的计算效率。我们惊讶地发现,FGSM 在对抗微调中的稳定性远高于从头训练时更为稳定。特别是,FGSM 微调在标准扰动预算 ε=4\varepsilon=4ε=8\varepsilon=8 时并不 suffer from 灾难性过拟合问题。这种稳定性在参数高效微调方法中进一步提升,其中 FGSM 即使在 ε=32\varepsilon=32 的线性探测下仍保持稳定。我们展示了这种稳定性如何在多个数据集上转化为性能。与使用更常用方法(投影梯度下降,PGD)进行微调相比,FGSM 在 ε=4\varepsilon=4ε=8\varepsilon=8 时,仅分别损失 0.39% 和 1.39% 测试鲁棒性,同时使用 4 倍的训练时间。意外的是,FGSM 可能不仅是对抗鲁棒迁移学习中 PGD 的显著更高效替代方案,而且也是表现良好的方案。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.22602,
  title  = {Are Fast Methods Stable in Adversarially Robust Transfer Learning?},
  author = {Joshua C. Zhao and Saurabh Bagchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.22602},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages