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针对深度图像压缩的鲁棒性与可迁移性后门攻击:基于选择性频率先验

计算机视觉与模式识别 2024-12-03 v1 密码学与安全

摘要

近期深度学习压缩技术的快速发展超越了传统方法。然而,深度神经网络仍然容易受到后门攻击,攻击者可通过预定义的触发器诱导恶意行为。本文引入一种新颖的基于频率的触发器注入模型,用于对学习图像压缩模型发动多触发器后门攻击。灵感来源于压缩编解码器中广泛使用的离散余弦变换(DCT),触发器嵌入在DCT域中。我们设计了针对不同情景的攻击目标,包括:1)以比特率和重建精度为指标的压缩质量下降;2)针对人脸识别和语义分割等任务驱动的度量标准。为提高训练效率,我们提出了一种动态损失函数,在平衡损失项时无需大量超参数,有效优化攻击目标。对于高级情景,我们评估了攻击对防御性预处理的抵抗力,并提出了两阶段训练计划,通过稳健频率选择增强韧性。为提高跨模型和跨域的迁移性,我们在攻击损失中调整分类边界。实验表明, our触发器注入模型结合对编码器参数的少量修改,成功将多个后门及其触发器注入单个压缩模型,显示出卓越的性能和灵活性。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.01646,
  title  = {Robust and Transferable Backdoor Attacks Against Deep Image Compression With Selective Frequency Prior},
  author = {Yi Yu and Yufei Wang and Wenhan Yang and Lanqing Guo and Shijian Lu and Ling-Yu Duan and Yap-Peng Tan and Alex C. Kot},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.01646},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted by IEEE TPAMI