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针对稀疏攻击的快速对抗训练需要损失平滑

机器学习 2025-11-03 v2 人工智能

摘要

本文研究针对受 l0l_0 范数约束的稀疏对抗扰动的快速对抗训练。我们展示了在 l0l_0 约束扰动下采用 11-step 攻击进行快速对抗训练所面临的挑战,包括性能退化和灾难性过拟合(CO)的发生。我们强调,l0l_0 对抗训练中的 CO 是由 11-step 攻击的次优扰动位置引起的。理论与实证分析表明,与 ll_\inftyl2l_2l1l_1 对抗训练相比,l0l_0 对抗训练的损失景观更为崎岖。此外,我们证实崎岖的损失景观会加剧 CO。为解决这些问题,我们提出了 Fast-LS-l0l_0,该方法结合了软标签与权衡损失函数来平滑对抗损失景观。大量实验表明,我们的方法能够克服灾难性过拟合的挑战,实现 SOTA 性能,并缩小针对稀疏攻击的 11-step 与多步对抗训练之间的性能差距。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.21041,
  title  = {Fast Adversarial Training against Sparse Attacks Requires Loss Smoothing},
  author = {Xuyang Zhong and Yixiao Huang and Chen Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.21041},
  year   = {2025}
}