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Enregistrement W4416962018 · doi:10.1109/pst65910.2025.11268845

Evaluating Efficient Patch-Based Backdoor Attacks in Satellite Image Classification Systems

2025· article· W4416962018 sur OpenAlexaff
Ghazal Rahmanian, Pooria Madani

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langue
DomaineComputer Science
ThématiqueAdversarial Robustness in Machine Learning
Établissements canadiensOntario Tech University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBackdoorAerial imageImage (mathematics)Orientation (vector space)SatelliteSatellite imageContextual image classification

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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 enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,010
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,010
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,056
Tête enseignante GPT0,387
Écart entre enseignants0,330 · 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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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