Self-Checking Deep Neural Networks for Anomalies and Adversaries in Deployment
Notice bibliographique
Résumé
Deep Neural Networks (DNNs) have been widely adopted, yet DNN models are surprisingly unreliable, which raises significant concerns about their use in critical domains. In this work, we propose that runtime DNN mistakes can be quickly detected and properly dealt within deployment, especially in settings like self-driving vehicles. Just as software engineering (SE) community has developed effective mechanisms and techniques to monitor and check programmed components, our previous work, SelfChecker, is designed to monitor and correct DNN predictions given unintended abnormal test data. SelfChecker triggers an alarm if the decisions given by the internal layer features of the model are inconsistent with the final prediction and providesadvicein the form of an alternative prediction. In this paper, we extend SelfChecker to the security domain. Specifically, we describe SelfChecker++, which we designed to target bothunintendedabnormal test data andintendedadversarial samples. Technically, we develop a technique which can transform any runtime inputs triggering alarms into semantically equivalent inputs, then we feed those transformed inputs to the model. Such runtime transformation nullifies any intended crafted samples, making the model immune to adversarial attacks that craft adversarial samples. We evaluated the alarm accuracy of SelfChecker++ on three DNN models and four popular image datasets, and found that SelfChecker++ triggers correct alarms on 63.10% of wrong DNN predictions, and triggers false alarms on 5.77% of correct DNN predictions. We also evaluated the effectiveness of SelfChecker++ in detecting adversarial examples and found it detects on average 70.09% of such samples with advice accuracy that is 20.89% higher than the original DNN model and 18.37% higher than SelfChecker.
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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 | 0,005 | 0,030 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| 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 ».