时钟是万能的:基于事件驱动脉冲神经网络的脉冲重排攻击
密码学与安全
2026-02-10 v2 计算机视觉与模式识别
摘要
脉冲神经网络(SNN)以离散脉冲计算,利用时间结构,但大多数对抗攻击改变强度或事件计数而非时间。我们研究了仅修改时间的攻击者,通过重排现有脉冲时间来实现攻击,同时保持脉冲计数和幅度不变,从而保持速率恒定。我们 formalized一种容量为1的脉冲重排威胁模型,包含三个统一的预算:单个脉冲抖动、总延迟和篡改次数。可行的对抗样本必须满足时间线一致性和非重叠约束,这使得搜索空间离散且受限。为大规模优化此类重排,我们使用投影式内循环(PIL)优化:移位概率logit产生可反向传播的光滑重排,而前向传递中的严格投影产生满足容量-1、非重叠以及所选预算的可行离散时间表。目标函数最大化投影输入上的任务损失,并添加容量正则化器以及预算感知惩罚,以稳定梯度并使优化与评估一致。在事件驱动基准(CIFAR10-DVS、DVS-Gesture、N-MNIST)和多样化SNN架构下,我们在二进制和整数事件网格上评估,并测试各种重排预算,同时测试使用时序感知对抗训练训练的模型以抵御时序-only攻击。例如,在DVS-Gesture上,该攻击在下以超过的成功率实现,而仅触及不到的脉冲。总体而言,我们的结果表明,脉冲重排是一种实际且隐蔽的攻击面,现有防御措施难以应对,为事件驱动SNN的时序鲁棒性提供了明确参考。代码地址:https://github.com/yuyi-sd/Spike-Retiming-Attacks。
引用
@article{arxiv.2602.03284,
title = {Time Is All It Takes: Spike-Retiming Attacks on Event-Driven Spiking Neural Networks},
author = {Yi Yu and Qixin Zhang and Shuhan Ye and Xun Lin and Qianshan Wei and Kun Wang and Wenhan Yang and Dacheng Tao and Xudong Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.03284},
year = {2026}
}
备注
Accepted by ICLR 2026