Improving Adversarial Robustness by Discretization
通过离散化提高网络鲁棒性

论文题目:Improved Adversarial Robustness by Reducing Open Space Risk via Tent Activations
论文地址:https://arxiv.org/pdf/1908.02435.pdf
论文题目:Thermometer encoding: One hot way to resist adversarial examples
论文地址:https://openreview.net/pdf?id=S18Su--CW

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论文题目:Improved Adversarial Robustness by Reducing Open Space Risk via Tent Activations
论文地址:https://arxiv.org/pdf/1908.02435.pdf

摘要:通过离散化,这篇文章把CIFAR-10上的robust accuracy从对抗训练的41.8%提升到73.5%。(这个我是持怀疑态度的。请看https://github.com/MadryLab/robustness)。

这篇文章的motivation是:当输入远离训练时样本,来自未知分布的风险增加。所以,应该抑制输入远离训练样本这种情况。而这篇文章想到的方法是,使用一个新的激活函数。例如,使用一个帐篷激活函数替换ReLU函数。

关于攻击的超参数设置:the adversary is limited to 7 iterations, the maximum l∞ of perturbations is 0.032 (= 8.16 in [0, 255] pixel-value range) while the step-size for iterations is set to 0.008. As before, for evaluation, we use the default settings of ART, however, we change the l∞ limit for perturbations to 0.032 and the step-size to 0.008 for applicable adversaries.

在这个参数下:https://github.com/MadryLab/robustness的结果为53.49% / 53.29%。不过网络结构与本文作者所用的网络结构不一致 。如果用作者的网络,说不定更高。

不过,总体来说,这个文章的性能确实不错。不知为会没有什么人follow。好像也是从2019年放Arxiv之后(似乎投的是neurip没中),再也没有发表。

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论文题目:Thermometer encoding: One hot way to resist adversarial examples
论文地址:https://openreview.net/pdf?id=S18Su--CW

文章发表在iclr上。这个正是一个有趣的离散化。

普通离散化:[0, 0.1] -> 0.1; [0.1, 0.2] -> 0.2, …, [0.9, 1.0] -> 1.0
One hot离散化,[0, 0.1] -> 1000000000, [0.1, 0.2] -> 0100000000, …,[0.9, 1.0] -> 000000001
温度计离散化:[0, 0.1] -> 011111111, [0.1, 0.2] -> 0011111111, …,[0.9, 1.0] -> 1111111111,也就是大于这个位置的全为1.

这个文章和上述帐篷激活函数效果非常不错。

但是icml 2018 best paper: Obfuscated Gradients Give a False Sense of Security: Circumventing Defenses to Adversarial Examples指出,只有用恰当的连续函数来替换离散函数。这一切都可以被攻击。这个best paper一口气攻击了好多个方法。包括本文的温度计离散化方法。



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