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静默 Whisper:对语音基础模型的通用声学对抗攻击

计算与语言 2024-07-18 v2 声音 音频与语音处理

摘要

近期大型语音基础模型(如 Whisper)的发展导致其在众多自动语音识别(ASR)应用中得到广泛使用。这些系统在其词汇表中包含“特殊标记”,例如 <|endoftext|>\texttt{<|endoftext|>},以引导其语言生成过程。然而,我们展示了这些标记可被利用以操纵模型行为的漏洞。我们提出了一种简单而有效的方法,用于学习 Whisper <|endoftext|>\texttt{<|endoftext|>} 标记的通用声学实现方式。当这种通用对抗音频片段(持续约 0.64 秒)被添加到任何语音信号前时,它会鼓励模型忽略语音仅输出特殊标记,从而有效地“静默”模型。我们的实验表明,相同的通用对抗音频片段可成功地针对超过 97% 的语音样本静默目标 Whisper ASR 模型。此外,我们发现这一通用对抗音频片段常常可转移到新数据集和新任务。总体而言,本工作表明 Whisper 模型对“静默”对抗攻击存在脆弱性,这类攻击在现实环境中既可能构成风险,也可能带来潜在收益:例如,攻击可用于规避语音审查系统,或相反,攻击也可用于保护私人语音数据的隐私。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.06134,
  title  = {Muting Whisper: A Universal Acoustic Adversarial Attack on Speech Foundation Models},
  author = {Vyas Raina and Rao Ma and Charles McGhee and Kate Knill and Mark Gales},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.06134},
  year   = {2024}
}