Plugging and Breathing on the Air: A Practical Defense System for Deep Learning-Based Wireless Semantic Communications
Notice bibliographique
Résumé
Deep learning-based semantic communications (DLSC) leverage deep neural networks in transmitters and receivers, pushing the boundaries beyond Shannon limit. However, DLSC is extremely vulnerable to malicious physical-layer adversarial attacks due to the openness of wireless channels. Meanwhile, existing defense approaches still suffer from two challenges for robust DLSC. First, most methods require offline DLSC retraining to defend against various attacks, causing interruptions of online service. Second, they struggle to achieve effective defense in real-world time-varying channels, thus limiting DLSC reliability. We propose PBNet, integrating a pluggable protector and an adaptive protector to respectively address the above two challenges. First, the pluggable protector utilizes a novel denoising module to safeguard the transmitted signals, enabling hot-pluggable deployment without interrupting communication. Second, the adaptive protector leverages a novel alternating adaption strategy to achieve effective defense in time-varying channels, ensuring robust performances under real-world dynamic conditions. Evaluations involving symbols, images, texts, and speeches show the efficacy of our PBNet, which has respectively achieved an impressive 72.22% and 73.71% accuracy improvement in defending against unknown <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$l_{0}$</tex-math></inline-formula>-norm and <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><tex-math notation="LaTeX">$l_{2}$</tex-math></inline-formula>-norm attacks on image-based DLSC. Furthermore, we developed two real-world radio systems of PBNet to perform over-the-air signal generation, integrating hardware and software such as FPGA chips and GNU radio. We also implemented an interactive UI of PBNet based on QT5, aiming to demonstrate the effect of attacks and defense visually. This work achieves robust DLSC performances under various attacks and time-varying channels, taking a significant step towards the practical defense scheme for robust DLSC.
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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».