Evaluating Efficient Patch-Based Backdoor Attacks in Satellite Image Classification Systems
Notice bibliographique
Résumé
Backdoor attacks pose a serious and underexplored threat to high-altitude reconnaissance operations that use pre-trained machine learning models for satellite imagery classification and target discovery. As international relations grow increasingly tense, hostile nations around the globe are working hard to protect their sensitive infrastructures from satellite surveillance. In this context, backdoor poisoning of publicly available image classification models (i.e., open-source pre-trained image classifiers) emerges as a promising method to safeguard critical military infrastructure (e.g., armament plant) from discovery. While prior research has examined poisoning attacks in conventional vision tasks, their effectiveness under the unique constraints of satellite image surveillance systems remains largely unaddressed. In this work, we introduce a novel patch-based poisoning strategy that can effectively inject plausible triggers (e.g., patterns to be painted on the roof of a sensitive military complex) into image classification models, inducing misclassifications of scenes captured by surveillance space assets. Moreover, we study and report the effect of plausible triggers with different patterns, colors, and orientations, in order to best emulate different observation conditions encountered by high-altitude surveillance assets. Our results show that even with minimal access to the training set, a threat actor can successfully implant a robust and stealthy backdoor. This manipulation causes misclassifications of scenes containing strategic infrastructure when the trigger is present while preserving high overall classification accuracy on clean inputs. We further demonstrate that triggering patches used in poisoning are resilient to random orientation and position changes, making them effective in scenarios where reconnaissance satellites approach their targets from different orbital planes. These findings reveal a critical vulnerability in satellite classification pipelines relying on pretrained image classification models and demonstrate the need for defenses that go beyond conventional accuracy-based validation of these model-driven systems.
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 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».