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Enregistrement W4408897262 · doi:10.1109/icmlc63072.2024.10935257

The Bifurcation Method: White-Box Observation Perturbation Attacks on Reinforcement Learning Agents on a Cyber Physical System

2024· article· en· W4408897262 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced Research in Systems and Signal Processing
Établissements canadiensPolytechnique MontréalRoyal Military College of Canada
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWhite boxReinforcement learningBifurcationCyber-physical systemComputer sciencePerturbation (astronomy)ReinforcementArtificial intelligenceControl theory (sociology)PhysicsEngineeringMachine learningStructural engineeringNonlinear systemOperating systemQuantum mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Components of cyber physical systems, which affect real-world processes, are often exposed to the internet. Replacing conventional control methods with Deep Reinforcement Learning (DRL) in energy systems is an active area of research, as these systems become increasingly complex with the advent of renewable energy sources and the desire to improve their efficiency. Artificial Neural Networks (ANN) are vulnerable to specific perturbations of their inputs or features, called adversarial examples. These perturbations are difficult to detect when properly regularized, but have significant effects on the ANN's output. Because DRL uses ANN to map optimal actions to observations, they are similarly vulnerable to adversarial examples. This work proposes a novel attack technique for continuous control using Group Difference Logits loss with a bifurcation layer. By combining aspects of targeted and untargeted attacks, the attack significantly increases the impact compared to an untargeted attack, with drastically smaller distortions than an optimally targeted attack. We demonstrate the impacts of powerful gradient-based attacks in a realistic smart energy environment, show how the impacts change with different DRL agents and training procedures, and use statistical and time-series analysis to evaluate attacks' stealth. The results show that adversarial attacks can have significant impacts on DRL controllers, and constraining an attack's perturbations makes it difficult to detect. However, certain DRL architectures are far more robust, and robust training methods can further reduce the impact.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,964
Score d'incertitude au seuil0,378

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,037
Tête enseignante GPT0,329
Écart entre enseignants0,291 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle