深度学习的成功使得能够在需要多模式任务中的进步，这些任务需要非普通融合多个输入域。尽管多式联运模型在许多问题中表现出潜力，但它们的复杂性增加使它们更容易攻击。后门（或特洛伊木马）攻击是一类安全漏洞，其中攻击者将恶意秘密行为嵌入到网络（例如目标错误分类）中，当攻击者指定的触发添加到输入时被激活。在这项工作中，我们表明多模态网络容易受到我们称之为双关键多模式后域的新型攻击。该攻击利用最先进的网络使用的复杂融合机制来嵌入有效和隐秘的后门。该建议的攻击而不是使用单个触发器，而不是使用单个触发器在每个输入模件中嵌入触发器，并仅在存在两种触发时激活恶意行为。我们对具有多个体系结构和视觉功能底座的视觉问题应答（VQA）任务进行了广泛的研究。在VQA模型中嵌入后门的一项重大挑战是，大多数模型都使用从固定的预磨削物体检测器中提取的可视化特征。这对攻击者有挑战性，因为探测器完全扭曲或忽略视觉触发，这导致了后域在语言触发上过于依赖的模型。我们通过提出为预磨料对象探测器设计的可视触发优化策略来解决这个问题。通过这种方法，我们创建双关键的返回室，超过98％的攻击成功率，同时只毒害了1％的培训数据。最后，我们发布了Trojvqa，大量的干净和特洛伊木马VQA模型，以实现对多模式后域的捍卫的研究。

视觉变压器（VIT）最近在各种视觉任务上表现出了典范的性能，并被用作CNN的替代方案。它们的设计基于一种自我发挥的机制，该机制将图像作为一系列斑块进行处理，与CNN相比，这是完全不同的。因此，研究VIT是否容易受到后门攻击的影响很有趣。当攻击者出于恶意目的，攻击者毒害培训数据的一小部分时，就会发生后门攻击。模型性能在干净的测试图像上很好，但是攻击者可以通过在测试时间显示触发器来操纵模型的决策。据我们所知，我们是第一个证明VIT容易受到后门攻击的人。我们还发现VIT和CNNS之间存在着有趣的差异 - 解释算法有效地突出了VIT的测试图像的触发因素，但没有针对CNN。基于此观察结果，我们提出了一个测试时间图像阻止VIT的防御，这将攻击成功率降低了很大。代码可在此处找到：https：//github.com/ucdvision/backdoor_transformer.git

We conduct a systematic study of backdoor vulnerabilities in normally trained Deep Learning models. They are as dangerous as backdoors injected by data poisoning because both can be equally exploited. We leverage 20 different types of injected backdoor attacks in the literature as the guidance and study their correspondences in normally trained models, which we call natural backdoor vulnerabilities. We find that natural backdoors are widely existing, with most injected backdoor attacks having natural correspondences. We categorize these natural backdoors and propose a general detection framework. It finds 315 natural backdoors in the 56 normally trained models downloaded from the Internet, covering all the different categories, while existing scanners designed for injected backdoors can at most detect 65 backdoors. We also study the root causes and defense of natural backdoors.

后门攻击已被证明是对深度学习模型的严重安全威胁，并且检测给定模型是否已成为后门成为至关重要的任务。现有的防御措施主要建立在观察到后门触发器通常尺寸很小或仅影响几个神经元激活的观察结果。但是，在许多情况下，尤其是对于高级后门攻击，违反了上述观察结果，阻碍了现有防御的性能和适用性。在本文中，我们提出了基于新观察的后门防御范围。也就是说，有效的后门攻击通常需要对中毒训练样本的高预测置信度，以确保训练有素的模型具有很高的可能性。基于此观察结果，Dtinspector首先学习一个可以改变最高信心数据的预测的补丁，然后通过检查在低信心数据上应用学习补丁后检查预测变化的比率来决定后门的存在。对五次后门攻击，四个数据集和三种高级攻击类型的广泛评估证明了拟议防御的有效性。

视觉变压器（VITS）具有与卷积神经网络相比，具有较小的感应偏置的根本不同的结构。随着绩效的提高，VIT的安全性和鲁棒性也非常重要。与许多最近利用VIT反对对抗性例子的鲁棒性的作品相反，本文调查了代表性的病因攻击，即后门。我们首先检查了VIT对各种后门攻击的脆弱性，发现VIT也很容易受到现有攻击的影响。但是，我们观察到，VIT的清洁数据准确性和后门攻击成功率在位置编码之前对补丁转换做出了明显的反应。然后，根据这一发现，我们为VIT提出了一种通过补丁处理来捍卫基于补丁的触发后门攻击的有效方法。在包括CIFAR10，GTSRB和Tinyimagenet在内的几个基准数据集上评估了这些表演，这些数据表明，该拟议的新颖防御在减轻VIT的后门攻击方面非常成功。据我们所知，本文提出了第一个防御性策略，该策略利用了反对后门攻击的VIT的独特特征。

最近的作品表明，深度学习模型容易受到后门中毒攻击的影响，在这些攻击中，这些攻击灌输了与外部触发模式或物体（例如贴纸，太阳镜等）的虚假相关性。我们发现这种外部触发信号是不必要的，因为可以使用基于旋转的图像转换轻松插入高效的后门。我们的方法通过旋转有限数量的对象并将其标记错误来构建中毒数据集；一旦接受过培训，受害者的模型将在运行时间推理期间做出不良的预测。它表现出明显的攻击成功率，同时通过有关图像分类和对象检测任务的全面实证研究来保持清洁绩效。此外，我们评估了标准数据增强技术和针对我们的攻击的四种不同的后门防御措施，发现它们都无法作为一致的缓解方法。正如我们在图像分类和对象检测应用程序中所示，我们的攻击只能在现实世界中轻松部署在现实世界中。总体而言，我们的工作突出了一个新的，简单的，物理上可实现的，高效的矢量，用于后门攻击。我们的视频演示可在https://youtu.be/6jif8wnx34m上找到。

Backdoor attacks have emerged as one of the major security threats to deep learning models as they can easily control the model's test-time predictions by pre-injecting a backdoor trigger into the model at training time. While backdoor attacks have been extensively studied on images, few works have investigated the threat of backdoor attacks on time series data. To fill this gap, in this paper we present a novel generative approach for time series backdoor attacks against deep learning based time series classifiers. Backdoor attacks have two main goals: high stealthiness and high attack success rate. We find that, compared to images, it can be more challenging to achieve the two goals on time series. This is because time series have fewer input dimensions and lower degrees of freedom, making it hard to achieve a high attack success rate without compromising stealthiness. Our generative approach addresses this challenge by generating trigger patterns that are as realistic as real-time series patterns while achieving a high attack success rate without causing a significant drop in clean accuracy. We also show that our proposed attack is resistant to potential backdoor defenses. Furthermore, we propose a novel universal generator that can poison any type of time series with a single generator that allows universal attacks without the need to fine-tune the generative model for new time series datasets.

Deep neural networks (DNNs) are vulnerable to a class of attacks called "backdoor attacks", which create an association between a backdoor trigger and a target label the attacker is interested in exploiting. A backdoored DNN performs well on clean test images, yet persistently predicts an attacker-defined label for any sample in the presence of the backdoor trigger. Although backdoor attacks have been extensively studied in the image domain, there are very few works that explore such attacks in the video domain, and they tend to conclude that image backdoor attacks are less effective in the video domain. In this work, we revisit the traditional backdoor threat model and incorporate additional video-related aspects to that model. We show that poisoned-label image backdoor attacks could be extended temporally in two ways, statically and dynamically, leading to highly effective attacks in the video domain. In addition, we explore natural video backdoors to highlight the seriousness of this vulnerability in the video domain. And, for the first time, we study multi-modal (audiovisual) backdoor attacks against video action recognition models, where we show that attacking a single modality is enough for achieving a high attack success rate.

后门攻击已成为深度神经网络（DNN）的主要安全威胁。虽然现有的防御方法在检测或擦除后以后展示了有希望的结果，但仍然尚不清楚是否可以设计强大的培训方法，以防止后门触发器首先注入训练的模型。在本文中，我们介绍了\ emph {反后门学习}的概念，旨在培训\ emph {Clean}模型给出了后门中毒数据。我们将整体学习过程框架作为学习\ emph {clean}和\ emph {backdoor}部分的双重任务。从这种观点来看，我们确定了两个后门攻击的固有特征，因为他们的弱点2）后门任务与特定类（后门目标类）相关联。根据这两个弱点，我们提出了一般学习计划，反后门学习（ABL），在培训期间自动防止后门攻击。 ABL引入了标准培训的两级\ EMPH {梯度上升}机制，帮助分离早期训练阶段的后台示例，2）在后续训练阶段中断后门示例和目标类之间的相关性。通过对多个基准数据集的广泛实验，针对10个最先进的攻击，我们经验证明，后卫中毒数据上的ABL培训模型实现了与纯净清洁数据训练的相同性能。代码可用于\ url {https:/github.com/boylyg/abl}。

与令人印象深刻的进步触动了我们社会的各个方面，基于深度神经网络（DNN）的AI技术正在带来越来越多的安全问题。虽然在考试时间运行的攻击垄断了研究人员的初始关注，但是通过干扰培训过程来利用破坏DNN模型的可能性，代表了破坏训练过程的可能性，这是破坏AI技术的可靠性的进一步严重威胁。在后门攻击中，攻击者损坏了培训数据，以便在测试时间诱导错误的行为。然而，测试时间误差仅在存在与正确制作的输入样本对应的触发事件的情况下被激活。通过这种方式，损坏的网络继续正常输入的预期工作，并且只有当攻击者决定激活网络内隐藏的后门时，才会发生恶意行为。在过去几年中，后门攻击一直是强烈的研究活动的主题，重点是新的攻击阶段的发展，以及可能对策的提议。此概述文件的目标是审查发表的作品，直到现在，分类到目前为止提出的不同类型的攻击和防御。指导分析的分类基于攻击者对培训过程的控制量，以及防御者验证用于培训的数据的完整性，并监控DNN在培训和测试中的操作时间。因此，拟议的分析特别适合于参考他们在运营的应用方案的攻击和防御的强度和弱点。

对象检测是各种关键计算机视觉任务的基础，例如分割，对象跟踪和事件检测。要以令人满意的精度训练对象探测器，需要大量数据。但是，由于注释大型数据集涉及大量劳动力，这种数据策展任务通常被外包给第三方或依靠志愿者。这项工作揭示了此类数据策展管道的严重脆弱性。我们提出MACAB，即使数据策展人可以手动审核图像，也可以将干净的图像制作清洁的图像将后门浸入对象探测器中。我们观察到，当后门被不明确的天然物理触发器激活时，在野外实现了错误分类和披肩的后门效应。与带有清洁标签的现有图像分类任务相比，带有清洁通道的非分类对象检测具有挑战性，这是由于每个帧内有多个对象的复杂性，包括受害者和非视野性对象。通过建设性地滥用深度学习框架使用的图像尺度函数，II结合了所提出的对抗性清洁图像复制技术，以及在考虑到毒品数据选择标准的情况下，通过建设性地滥用图像尺度尺度，可以确保MACAB的功效。广泛的实验表明，在各种现实世界中，MacAB在90％的攻击成功率中表现出超过90％的攻击成功率。这包括披肩和错误分类后门效应，甚至限制了较小的攻击预算。最先进的检测技术无法有效地识别中毒样品。全面的视频演示位于https://youtu.be/ma7l_lpxkp4上，该演示基于yolov4倒置的毒药率为0.14％，yolov4 clokaking后门和更快的速度R-CNN错误分类后门。

随着机器学习数据的策展变得越来越自动化，数据集篡改是一种安装威胁。后门攻击者通过培训数据篡改，以嵌入在该数据上培训的模型中的漏洞。然后通过将“触发”放入模型的输入中的推理时间以推理时间激活此漏洞。典型的后门攻击将触发器直接插入训练数据，尽管在检查时可能会看到这种攻击。相比之下，隐藏的触发后托攻击攻击达到中毒，而无需将触发器放入训练数据即可。然而，这种隐藏的触发攻击在从头开始培训的中毒神经网络时无效。我们开发了一个新的隐藏触发攻击，睡眠代理，在制备过程中使用梯度匹配，数据选择和目标模型重新培训。睡眠者代理是第一个隐藏的触发后门攻击，以对从头开始培训的神经网络有效。我们展示了Imagenet和黑盒设置的有效性。我们的实现代码可以在https://github.com/hsouri/sleeper-agent找到。

AI安全社区的一个主要目标是为现实世界应用安全可靠地生产和部署深入学习模型。为此，近年来，在生产阶段（或培训阶段）和相应的防御中，基于数据中毒基于深度神经网络（DNN）的后门攻击以及相应的防御。具有讽刺意味的是，部署阶段的后门攻击，这些攻击通常可以在不专业用户的设备中发生，因此可以说是在现实世界的情景中威胁要威胁，得以更少的关注社区。我们将这种警惕的不平衡归因于现有部署阶段后门攻击算法的弱实用性以及现实世界攻击示范的不足。为了填补空白，在这项工作中，我们研究了对DNN的部署阶段后门攻击的现实威胁。我们基于普通使用的部署阶段攻击范式 - 对抗对抗权重攻击的研究，主体选择性地修改模型权重，以将后台嵌入到部署的DNN中。为了实现现实的实用性，我们提出了第一款灰度盒和物理可实现的重量攻击算法，即替换注射，即子网替换攻击（SRA），只需要受害者模型的架构信息，并且可以支持现实世界中的物理触发器。进行了广泛的实验模拟和系统级真实的世界攻击示范。我们的结果不仅提出了所提出的攻击算法的有效性和实用性，还揭示了一种新型计算机病毒的实际风险，这些计算机病毒可能会广泛传播和悄悄地将后门注入用户设备中的DNN模型。通过我们的研究，我们要求更多地关注DNN在部署阶段的脆弱性。

在对抗机器学习中，防止对深度学习系统的攻击的新防御能力在释放更强大的攻击后不久就会破坏。在这种情况下，法医工具可以通过追溯成功的根本原因来为现有防御措施提供宝贵的补充，并为缓解措施提供前进的途径，以防止将来采取类似的攻击。在本文中，我们描述了我们为开发用于深度神经网络毒物攻击的法医追溯工具的努力。我们提出了一种新型的迭代聚类和修剪解决方案，该解决方案修剪了“无辜”训练样本，直到所有剩余的是一组造成攻击的中毒数据。我们的方法群群训练样本基于它们对模型参数的影响，然后使用有效的数据解读方法来修剪无辜簇。我们从经验上证明了系统对三种类型的肮脏标签（后门）毒物攻击和三种类型的清洁标签毒药攻击的功效，这些毒物跨越了计算机视觉和恶意软件分类。我们的系统在所有攻击中都达到了98.4％的精度和96.8％的召回。我们还表明，我们的系统与专门攻击它的四种抗纤维法措施相对强大。

本文提出了针对回顾性神经网络（Badnets）的新型两级防御（NNOCULICULE），该案例在响应该字段中遇到的回溯测试输入，修复了预部署和在线的BADNET。在预部署阶段，NNICULICULE与清洁验证输入的随机扰动进行检测，以部分减少后门的对抗影响。部署后，NNOCULICULE通过在原始和预先部署修补网络之间录制分歧来检测和隔离测试输入。然后培训Constcan以学习清洁验证和隔离输入之间的转换;即，它学会添加触发器来清洁验证图像。回顾验证图像以及其正确的标签用于进一步重新培训预修补程序，产生我们的最终防御。关于全面的后门攻击套件的实证评估表明，NNOCLICULE优于所有最先进的防御，以制定限制性假设，并且仅在特定的后门攻击上工作，或者在适应性攻击中失败。相比之下，NNICULICULE使得最小的假设并提供有效的防御，即使在现有防御因攻击者而导致其限制假设而导致的现有防御无效的情况下。

计算能力和大型培训数据集的可用性增加，机器学习的成功助长了。假设它充分代表了在测试时遇到的数据，则使用培训数据来学习新模型或更新现有模型。这种假设受到中毒威胁的挑战，这种攻击会操纵训练数据，以损害模型在测试时的表现。尽管中毒已被认为是行业应用中的相关威胁，到目前为止，已经提出了各种不同的攻击和防御措施，但对该领域的完整系统化和批判性审查仍然缺失。在这项调查中，我们在机器学习中提供了中毒攻击和防御措施的全面系统化，审查了过去15年中该领域发表的100多篇论文。我们首先对当前的威胁模型和攻击进行分类，然后相应地组织现有防御。虽然我们主要关注计算机视觉应用程序，但我们认为我们的系统化还包括其他数据模式的最新攻击和防御。最后，我们讨论了中毒研究的现有资源，并阐明了当前的局限性和该研究领域的开放研究问题。

有针对性的训练集攻击将恶意实例注入训练集中，以导致训练有素的模型错误地标记一个或多个特定的测试实例。这项工作提出了目标识别的任务，该任务决定了特定的测试实例是否是训练集攻击的目标。目标识别可以与对抗性识别相结合，以查找（并删除）攻击实例，从而减轻对其他预测的影响，从而减轻攻击。我们没有专注于单个攻击方法或数据模式，而是基于影响力估计，这量化了每个培训实例对模型预测的贡献。我们表明，现有的影响估计量的不良实际表现通常来自于他们对训练实例和迭代次数的过度依赖。我们重新归一化的影响估计器解决了这一弱点。他们的表现远远超过了原始估计量，可以在对抗和非对抗环境中识别有影响力的训练示例群体，甚至发现多达100％的对抗训练实例，没有清洁数据误报。然后，目标识别简化以检测具有异常影响值的测试实例。我们证明了我们的方法对各种数据域的后门和中毒攻击的有效性，包括文本，视觉和语音，以及针对灰色盒子的自适应攻击者，该攻击者专门优化了逃避我们方法的对抗性实例。我们的源代码可在https://github.com/zaydh/target_indistification中找到。

人群计数是一项回归任务，它估计场景图像中的人数，在一系列安全至关重要的应用程序中起着至关重要的作用，例如视频监视，交通监控和流量控制。在本文中，我们研究了基于深度学习的人群计数模型对后门攻击的脆弱性，这是对深度学习的主要安全威胁。后门攻击者通过数据中毒将后门触发植入目标模型，以控制测试时间的预测。与已经开发和测试的大多数现有后门攻击的图像分类模型不同，人群计数模型是输出多维密度图的回归模型，因此需要不同的技术来操纵。在本文中，我们提出了两次新颖的密度操纵后门攻击（DMBA $^{ - } $和DMBA $^{+} $），以攻击模型以产生任意的大或小密度估计。实验结果证明了我们对五个经典人群计数模型和四种类型数据集的DMBA攻击的有效性。我们还深入分析了后门人群计数模型的独特挑战，并揭示了有效攻击的两个关键要素：1）完整而密集的触发器以及2）操纵地面真相计数或密度图。我们的工作可以帮助评估人群计数模型对潜在后门攻击的脆弱性。

深度神经网络容易受到来自对抗性投入的攻击，并且最近，特洛伊木马误解或劫持模型的决定。我们通过探索有界抗逆性示例空间和生成的对抗网络内的自然输入空间来揭示有界面的对抗性实例 - 通用自然主义侵害贴片的兴趣类 - 我们呼叫TNT。现在，一个对手可以用一个自然主义的补丁来手臂自己，不太恶意，身体上可实现，高效 - 实现高攻击成功率和普遍性。 TNT是普遍的，因为在场景中的TNT中捕获的任何输入图像都将：i）误导网络（未确定的攻击）;或ii）迫使网络进行恶意决定（有针对性的攻击）。现在，有趣的是，一个对抗性补丁攻击者有可能发挥更大的控制水平 - 选择一个独立，自然的贴片的能力，与被限制为嘈杂的扰动的触发器 - 到目前为止只有可能与特洛伊木马攻击方法有可能干扰模型建设过程，以嵌入风险发现的后门;但是，仍然意识到在物理世界中部署的补丁。通过对大型视觉分类任务的广泛实验，想象成在其整个验证集50,000张图像中进行评估，我们展示了TNT的现实威胁和攻击的稳健性。我们展示了攻击的概括，以创建比现有最先进的方法实现更高攻击成功率的补丁。我们的结果表明，攻击对不同的视觉分类任务（CIFAR-10，GTSRB，PUBFIG）和多个最先进的深神经网络，如WieredEnet50，Inception-V3和VGG-16。

Dataset distillation has emerged as a prominent technique to improve data efficiency when training machine learning models. It encapsulates the knowledge from a large dataset into a smaller synthetic dataset. A model trained on this smaller distilled dataset can attain comparable performance to a model trained on the original training dataset. However, the existing dataset distillation techniques mainly aim at achieving the best trade-off between resource usage efficiency and model utility. The security risks stemming from them have not been explored. This study performs the first backdoor attack against the models trained on the data distilled by dataset distillation models in the image domain. Concretely, we inject triggers into the synthetic data during the distillation procedure rather than during the model training stage, where all previous attacks are performed. We propose two types of backdoor attacks, namely NAIVEATTACK and DOORPING. NAIVEATTACK simply adds triggers to the raw data at the initial distillation phase, while DOORPING iteratively updates the triggers during the entire distillation procedure. We conduct extensive evaluations on multiple datasets, architectures, and dataset distillation techniques. Empirical evaluation shows that NAIVEATTACK achieves decent attack success rate (ASR) scores in some cases, while DOORPING reaches higher ASR scores (close to 1.0) in all cases. Furthermore, we conduct a comprehensive ablation study to analyze the factors that may affect the attack performance. Finally, we evaluate multiple defense mechanisms against our backdoor attacks and show that our attacks can practically circumvent these defense mechanisms.