Secure machine learning against adversarial samples at test time
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Deep neural networks (DNNs) are widely used to handle many difficult tasks, such as image classification and malware detection, and achieve outstanding performance. However, recent studies on adversarial examples, which have maliciously undetectable perturbations added to their original samples that are indistinguishable by human eyes but mislead the machine learning approaches, show that machine learning models are vulnerable to security attacks. Though various adversarial retraining techniques have been developed in the past few years, none of them is scalable. In this paper, we propose a new iterative adversarial retraining approach to robustify the model and to reduce the effectiveness of adversarial inputs on DNN models. The proposed method retrains the model with both Gaussian noise augmentation and adversarial generation techniques for better generalization. Furthermore, the ensemble model is utilized during the testing phase in order to increase the robust test accuracy. The results from our extensive experiments demonstrate that the proposed approach increases the robustness of the DNN model against various adversarial attacks, specifically, fast gradient sign attack, Carlini and Wagner (C&W) attack, Projected Gradient Descent (PGD) attack, and DeepFool attack. To be precise, the robust classifier obtained by our proposed approach can maintain a performance accuracy of 99% on average on the standard test set. Moreover, we empirically evaluate the runtime of two of the most effective adversarial attacks, i.e., C&W attack and BIM attack, to find that the C&W attack can utilize GPU for faster adversarial example generation than the BIM attack can. For this reason, we further develop a parallel implementation of the proposed approach. This parallel implementation makes the proposed approach scalable for large datasets and complex models.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,011 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».