研究人員找到「綁架」神經網路的方法

2021-08-21 09:27:20 字數 1278 閱讀 5220

【概要】谷歌的研究人員找到了一種方法,可以「綁架」神經網路,迫使它去完成計畫之外的任務。

現有的計算機視覺演算法並不完美。在

2023年

7月,谷歌的研究人員證明了一種流行的物體檢測應用程式介面(api)可能會被欺騙,以至於將貓識別為「瘋狂的被子(由各色布料拼製成的被面)」和「玻璃紙」。不幸的是,這還不是最糟糕的:它們也可能被迫對影象中的方塊進行計數,對數字進行分類,並執行預定任務之外的其他任務。

谷歌的研究人員

在arxiv.org發表了一篇題為「神經網路的對抗性重程式設計」的**,描述了一種能夠對機器學習系統進行重新程式設計的對抗性方法。轉移學習(

transfer learning

)的新形式甚至不需要攻擊者指定輸出。

研究人員寫道:「我們的結果首次證明 ......

可能會發生對神經網路進行重新程式設計的對抗性攻擊

......

。這些結果證明了深度神經網路存在令人驚訝的靈活性和脆弱性。」它的工作原理如下:惡意行為者獲得了正在執行任務的敵手神經網路的引數,然後以轉換的形式引入擾動或對抗資料,並藉以輸入影象。隨著對抗性輸入被饋送到網路中,它們會將網路學習到的特徵應用於執行新的任務。

科學家在六種模型中測試了該方法。通過嵌入來自mnist計算機視覺資料集的操縱輸入影象(大小在1到

10之間的黑色幀和白色方塊),他們成功使得所有六種演算法將計算目標改為計算影象中的方塊數,而不是識別像「白鯊」和「鴕鳥」這樣的物件。在第二個實驗中,他們強迫上述演算法對數字進行分類。在第三次也是最後一次測試中,他們讓模型識別來自

cifar-10

(乙個物體識別資料庫)的影象,而不是當初訓練它們的

imagenet

語料庫。

惡意行為者可以通過攻擊來竊取計算資源,例如,通過重新程式設計雲託管**服務中的計算機視覺分類器來解決影象驗證碼或挖掘加密貨幣。儘管該**的作者沒有在反饋神經網路(一種常用於語音識別的神經網路)中測試該方法,但據他們設想,成功的攻擊可能會導致這類演算法執行「一系列非常大的任務」。

研究人員寫道:「對抗性程式也可以被用做一種新方法,以實施更傳統的計算機黑客行為。例如,隨著手機被越來越多地用做人工智慧驅動的數字助理,對某些人的手機進行重新程式設計的可能性將會增加,方式是用對抗性影象或音訊檔案對這些手機進行攻擊。由於這些數字助理可以訪問使用者的電子郵件、日曆、社交**帳戶和信用卡,因而此類攻擊的後果也會變得更大。」

幸運的是,並不只有壞訊息。研究人員指出,隨機神經網路似乎比其他神經網路更不容易受到攻擊,並且對抗性攻擊可以使機器學習系統更易於調整用途、更靈活、更高效。儘管如此,研究人員寫道,「未來應該調查如何解決對抗性程式設計的性質和侷限性,以及防範的可能方法。」

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