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Defense-VAE:一种快速且精准的对抗攻击防御方法

计算机视觉与模式识别 2019-08-02 v3

摘要

深度神经网络(DNNs)在各种预测任务中取得了巨大成功。然而,近期研究表明DNNs尤其易受对抗攻击,这对其在安全敏感系统中的应用构成了严重威胁。在本文中,我们提出了一种简单而有效的防御算法Defense-VAE,它使用变分自编码器(VAE)从受污染图像中清除对抗扰动。所提方法是通用的,能够防御白盒和黑盒攻击,无需重新训练原始CNN分类器,并且可通过重新训练CNN或端到端微调整个流程来进一步加强防御。此外,与基于优化的替代方法(如Defense-GAN)相比,所提方法非常高效,因为在线预测不需要迭代优化。在MNIST、Fashion-MNIST、CelebA和CIFAR-10上的大量实验表明,Defense-VAE相较于Defense-GAN具有更优的防御精度,同时比后者快50倍。这使得Defense-VAE可广泛部署于实时安全敏感系统中。我们的源代码可在https://github.com/lxuniverse/defense-vae找到。

关键词

引用

@article{arxiv.1812.06570,
  title  = {Defense-VAE: A Fast and Accurate Defense against Adversarial Attacks},
  author = {Xiang Li and Shihao Ji},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.06570},
  year   = {2019}
}

备注

Published as a workshop paper at MLCS 2019