深度学习分类模型虽然性能强大,但是也常常会因为受到小的干扰而性能崩溃,对抗攻击就是专门研究如何提高网络模型鲁棒性的方法,本文简要介绍相关内容。
1 简介
对于人类而言,仅仅通过所接收到的视觉信息并不能完全帮助我们做出正确、迅速的判定,还需要结合我们的生活经验做出相应的反应,以确定哪些信息是真实可靠的,而哪些信息是虚假伪造的,从而选取最适合的信息并做出最终的决策。
基于深度学习的图像分类网络,大多是在精心制作的数据集下进行训练,并完成相应的部署,对于数据集之外的图像或稍加改造的图像,网络的识别能力往往会受到一定的影响,比如下图中的雪山和河豚,在添加完相应的噪声之后被模型识别为了狗和螃蟹。
在此现象之下,对抗攻击(Adversarial Attack)开始加入到网络模型鲁棒性的考查之中。通过添加不同的噪声或对图像的某些区域进行一定的改造生成对抗样本,以此样本对网络模型进行攻击以达到混淆网络的目的,即对抗攻击。而添加的这些干扰信息,在人眼看来是没有任何区别的,但是对于网络模型而言,某些数值的变化便会引起“牵一发而动全身”的影响。这在实际应用中将是非常重大的判定失误,如果发生在安检、安防等领域,将会出现不可估量的问题。
本篇文章我们就来谈谈对抗攻击对图像分类网络的影响,了解其攻击方式和现有的解决措施。
2 对抗攻击方式
2.1 白盒攻击(White-box Attacks)
攻击者已知模型内部的所有信息和参数,基于给定模型的梯度生成对抗样本,对网络进行攻击。