发现深度学习模型很容易受到对抗性示例的影响，因为在深度学习模型的输入中，对扰动的扰动可能引起错误的预测。对抗图像生成的大多数现有作品都试图为大多数模型实现攻击，而其中很少有人努力确保对抗性示例的感知质量。高质量的对手示例对许多应用很重要，尤其是保留隐私。在这项工作中，我们基于最小明显差异（MND）概念开发了一个框架，以生成对对抗性隐私的保留图像，这些图像与干净的图像具有最小的感知差异，但能够攻击深度学习模型。为了实现这一目标，首先提出了对抗性损失，以使深度学习模型成功地被对抗性图像攻击。然后，通过考虑摄动和扰动引起的结构和梯度变化的大小来开发感知质量的损失，该损失旨在为对抗性图像生成保持高知觉质量。据我们所知，这是基于MND概念以保存隐私的概念来探索质量保护的对抗图像生成的第一项工作。为了评估其在感知质量方面的性能，在这项工作中，通过建议的方法和几种锚方法测试了有关图像分类和面部识别的深层模型。广泛的实验结果表明，所提出的MND框架能够生成具有明显改善的性能指标（例如PSNR，SSIM和MOS）的对抗图像，而不是用锚定方法生成的对抗性图像。

在这项研究中，我们介绍了机器感知的措施，灵感来自于人类感知的概念（JND）的概念。基于该措施，我们提出了一种对抗性图像生成算法，其通过添加剂噪声迭代地扭曲图像，直到模型通过输出错误标签来检测图像中的变化。添加到原始图像的噪声被定义为模型成本函数的梯度。定义了一种新的成本函数，以明确地最小化应用于输入图像的扰动量，同时强制执行对抗和输入图像之间的感知相似性。为此目的，经过众所周知的总变化和有界范围术语来规范成本函数，以满足对抗图像的自然外观。我们评估我们的算法在CiFar10，ImageNet和MS Coco Datasets上定性和定量地生成的对抗性图像。我们对图像分类和对象检测任务的实验表明，通过我们的JND方法产生的对抗性图像在欺骗识别/检测模型以及与由最先进的方法产生的图像相比，扰动扰动，即， FGV，FSGM和Deepfool方法。

当系统的全面了解时然而，这种技术在灰盒设置中行动不成功，攻击者面部模板未知。在这项工作中，我们提出了一种具有新开发的目标函数的相似性的灰度逆势攻击（SGADV）技术。 SGAdv利用不同的评分来产生优化的对抗性实例，即基于相似性的对抗性攻击。这种技术适用于白盒和灰度箱攻击，针对使用不同分数确定真实或调用用户的身份验证系统。为了验证SGAdv的有效性，我们对LFW，Celeba和Celeba-HQ的面部数据集进行了广泛的实验，反对白盒和灰度箱设置的面部和洞察面的深脸识别模型。结果表明，所提出的方法显着优于灰色盒设置中的现有的对抗性攻击技术。因此，我们总结了开发对抗性示例的相似性基础方法可以令人满意地迎合去认证的灰度箱攻击场景。

With rapid progress and significant successes in a wide spectrum of applications, deep learning is being applied in many safety-critical environments. However, deep neural networks have been recently found vulnerable to well-designed input samples, called adversarial examples. Adversarial perturbations are imperceptible to human but can easily fool deep neural networks in the testing/deploying stage. The vulnerability to adversarial examples becomes one of the major risks for applying deep neural networks in safety-critical environments. Therefore, attacks and defenses on adversarial examples draw great attention. In this paper, we review recent findings on adversarial examples for deep neural networks, summarize the methods for generating adversarial examples, and propose a taxonomy of these methods. Under the taxonomy, applications for adversarial examples are investigated. We further elaborate on countermeasures for adversarial examples. In addition, three major challenges in adversarial examples and the potential solutions are discussed.

基于深度学习的图像识别系统已广泛部署在当今世界的移动设备上。然而，在最近的研究中，深入学习模型被证明易受对抗的例子。一种逆势例的一个变种，称为对抗性补丁，由于其强烈的攻击能力而引起了研究人员的注意。虽然对抗性补丁实现了高攻击成功率，但由于补丁和原始图像之间的视觉不一致，它们很容易被检测到。此外，它通常需要对文献中的对抗斑块产生的大量数据，这是计算昂贵且耗时的。为了解决这些挑战，我们提出一种方法来产生具有一个单一图像的不起眼的对抗性斑块。在我们的方法中，我们首先通过利用多尺度发生器和鉴别器来决定基于受害者模型的感知敏感性的补丁位置，然后以粗糙的方式产生对抗性斑块。鼓励修补程序与具有对抗性训练的背景图像一致，同时保留强烈的攻击能力。我们的方法显示了白盒设置中的强烈攻击能力以及通过对具有不同架构和培训方法的各种型号的广泛实验，通过广泛的实验进行黑盒设置的优异转移性。与其他对抗贴片相比，我们的对抗斑块具有最大忽略的风险，并且可以避免人类观察，这是由显着性图和用户评估结果的插图支持的人类观察。最后，我们表明我们的对抗性补丁可以应用于物理世界。

Although deep learning has made remarkable progress in processing various types of data such as images, text and speech, they are known to be susceptible to adversarial perturbations: perturbations specifically designed and added to the input to make the target model produce erroneous output. Most of the existing studies on generating adversarial perturbations attempt to perturb the entire input indiscriminately. In this paper, we propose ExploreADV, a general and flexible adversarial attack system that is capable of modeling regional and imperceptible attacks, allowing users to explore various kinds of adversarial examples as needed. We adapt and combine two existing boundary attack methods, DeepFool and Brendel\&Bethge Attack, and propose a mask-constrained adversarial attack system, which generates minimal adversarial perturbations under the pixel-level constraints, namely ``mask-constraints''. We study different ways of generating such mask-constraints considering the variance and importance of the input features, and show that our adversarial attack system offers users good flexibility to focus on sub-regions of inputs, explore imperceptible perturbations and understand the vulnerability of pixels/regions to adversarial attacks. We demonstrate our system to be effective based on extensive experiments and user study.

Adding perturbations via utilizing auxiliary gradient information or discarding existing details of the benign images are two common approaches for generating adversarial examples. Though visual imperceptibility is the desired property of adversarial examples, conventional adversarial attacks still generate traceable adversarial perturbations. In this paper, we introduce a novel Adversarial Attack via Invertible Neural Networks (AdvINN) method to produce robust and imperceptible adversarial examples. Specifically, AdvINN fully takes advantage of the information preservation property of Invertible Neural Networks and thereby generates adversarial examples by simultaneously adding class-specific semantic information of the target class and dropping discriminant information of the original class. Extensive experiments on CIFAR-10, CIFAR-100, and ImageNet-1K demonstrate that the proposed AdvINN method can produce less imperceptible adversarial images than the state-of-the-art methods and AdvINN yields more robust adversarial examples with high confidence compared to other adversarial attacks.

最近的研究表明，深度神经网络（DNNS）极易受到精心设计的对抗例子的影响。对那些对抗性例子的对抗性学习已被证明是防御这种攻击的最有效方法之一。目前，大多数现有的对抗示例生成方法基于一阶梯度，这几乎无法进一步改善模型的鲁棒性，尤其是在面对二阶对抗攻击时。与一阶梯度相比，二阶梯度提供了相对于自然示例的损失格局的更准确近似。受此启发的启发，我们的工作制作了二阶的对抗示例，并使用它们来训练DNNS。然而，二阶优化涉及Hessian Inverse的耗时计算。我们通过将问题转换为Krylov子空间中的优化，提出了一种近似方法，该方法显着降低了计算复杂性以加快训练过程。在矿工和CIFAR-10数据集上进行的广泛实验表明，我们使用二阶对抗示例的对抗性学习优于其他FISRT-阶方法，这可以改善针对广泛攻击的模型稳健性。

基于深度神经网络（DNN）的智能信息（IOT）系统已被广泛部署在现实世界中。然而，发现DNNS易受对抗性示例的影响，这提高了人们对智能物联网系统的可靠性和安全性的担忧。测试和评估IOT系统的稳健性成为必要和必要。最近已经提出了各种攻击和策略，但效率问题仍未纠正。现有方法是计算地广泛或耗时，这在实践中不适用。在本文中，我们提出了一种称为攻击启发GaN（AI-GaN）的新框架，在有条件地产生对抗性实例。曾经接受过培训，可以有效地给予对抗扰动的输入图像和目标类。我们在白盒设置的不同数据集中应用AI-GaN，黑匣子设置和由最先进的防御保护的目标模型。通过广泛的实验，AI-GaN实现了高攻击成功率，优于现有方法，并显着降低了生成时间。此外，首次，AI-GaN成功地缩放到复杂的数据集。 Cifar-100和Imagenet，所有课程中的成功率约为90美元。

深入学习在许多任务中获得了越来越优秀的表现，例如自主驾驶和面部识别，并且也受到不同类型的攻击挑战。在图像中添加人类视力不可察觉的扰动可以误导神经网络模型以高信任获得错误的结果。对手示例是已经添加的图像，其具有特定的噪声来误导深神经网络模型，但是向图像添加噪声会破坏原始数据，使得在数字取证和其他字段中无用。为了防止非法或未授权访问图像数据，例如人面，并确保不对法律使用的情感可逆的逆势攻击技术是升高的。原始图像可以从其可逆的对抗性示例中恢复。然而，现有的可逆对抗例子生成策略均为传统的难以察觉的对抗性扰动设计。如何获得局部可见的对抗性扰动的可逆性？在本文中，我们提出了一种基于局部视觉逆势扰动产生可逆的对抗性实例的新方法。通过可逆数据隐藏技术将图像恢复所需的信息嵌入到超出对抗贴片之外的区域。为了降低图像失真并提高视觉质量，采用无损压缩和嵌入原理。 Imagenet DataSet上的实验表明，我们的方法可以在确保攻击性能的同时恢复无错误的原始图像。

Deep learning methods have gained increased attention in various applications due to their outstanding performance. For exploring how this high performance relates to the proper use of data artifacts and the accurate problem formulation of a given task, interpretation models have become a crucial component in developing deep learning-based systems. Interpretation models enable the understanding of the inner workings of deep learning models and offer a sense of security in detecting the misuse of artifacts in the input data. Similar to prediction models, interpretation models are also susceptible to adversarial inputs. This work introduces two attacks, AdvEdge and AdvEdge$^{+}$, that deceive both the target deep learning model and the coupled interpretation model. We assess the effectiveness of proposed attacks against two deep learning model architectures coupled with four interpretation models that represent different categories of interpretation models. Our experiments include the attack implementation using various attack frameworks. We also explore the potential countermeasures against such attacks. Our analysis shows the effectiveness of our attacks in terms of deceiving the deep learning models and their interpreters, and highlights insights to improve and circumvent the attacks.

基于转移的对手示例是最重要的黑匣子攻击类别之一。然而，在对抗性扰动的可转移性和难以察觉之间存在权衡。在此方向上的事先工作经常需要固定但大量的$ \ ell_p $ -norm扰动预算，达到良好的转移成功率，导致可察觉的对抗扰动。另一方面，目前的大多数旨在产生语义保留扰动的难以限制的对抗攻击患有对目标模型的可转移性较弱。在这项工作中，我们提出了一个几何形象感知框架，以产生具有最小变化的可转移的对抗性示例。类似于在统计机器学习中的模型选择，我们利用验证模型为$ \ ell _ {\ infty} $ - norm和不受限制的威胁模型中选择每个图像的最佳扰动预算。广泛的实验验证了我们对平衡令人难以置信的难以察觉和可转移性的框架的有效性。方法论是我们进入CVPR'21安全性AI挑战者的基础：对想象成的不受限制的对抗攻击，其中我们将第1位排名第1,559支队伍，并在决赛方面超过了亚军提交的提交4.59％和23.91％分别和平均图像质量水平。代码可在https://github.com/equationliu/ga-attack获得。

基于神经网络的图像压缩已经过度研究。模型稳健性很大程度上被忽视，但它对服务能够实现至关重要。我们通过向原始源图像注入少量噪声扰动来执行对抗攻击，然后使用主要学习的图像压缩模型来编码这些对抗示例。实验报告对逆势实例的重建中的严重扭曲，揭示了现有方法的一般漏洞，无论用于底层压缩模型（例如，网络架构，丢失功能，质量标准）和用于注射扰动的优化策略（例如，噪声阈值，信号距离测量）。后来，我们应用迭代对抗的FineTuning来细化掠夺模型。在每次迭代中，将随机源图像和对抗示例混合以更新底层模型。结果通过大大提高压缩模型稳健性来表明提出的FineTuning策略的有效性。总体而言，我们的方法是简单，有效和更广泛的，使其具有开发稳健的学习图像压缩解决方案的吸引力。所有材料都在HTTPS://njuvision.github.io/trobustn中公开访问，以便可重复研究。

深度神经网络已被证明容易受到对抗图像的影响。常规攻击努力争取严格限制扰动的不可分割的对抗图像。最近，研究人员已采取行动探索可区分但非奇异的对抗图像，并证明色彩转化攻击是有效的。在这项工作中，我们提出了对抗颜色过滤器（ADVCF），这是一种新颖的颜色转换攻击，在简单颜色滤波器的参数空间中通过梯度信息进行了优化。特别是，明确指定了我们的颜色滤波器空间，以便从攻击和防御角度来对对抗性色转换进行系统的鲁棒性分析。相反，由于缺乏这种明确的空间，现有的颜色转换攻击并不能为系统分析提供机会。我们通过用户研究进一步进行了对成功率和图像可接受性的不同颜色转化攻击之间的广泛比较。其他结果为在另外三个视觉任务中针对ADVCF的模型鲁棒性提供了有趣的新见解。我们还强调了ADVCF的人类解剖性，该advcf在实际使用方案中有希望，并显示出比对图像可接受性和效率的最新人解释的色彩转化攻击的优越性。

深度学习的进步使得广泛的有希望的应用程序。然而，这些系统容易受到对抗机器学习（AML）攻击的影响;对他们的意见的离前事实制作的扰动可能导致他们错误分类。若干最先进的对抗性攻击已经证明他们可以可靠地欺骗分类器，使这些攻击成为一个重大威胁。对抗性攻击生成算法主要侧重于创建成功的例子，同时控制噪声幅度和分布，使检测更加困难。这些攻击的潜在假设是脱机产生的对抗噪声，使其执行时间是次要考虑因素。然而，最近，攻击者机会自由地产生对抗性示例的立即对抗攻击已经可能。本文介绍了一个新问题：我们如何在实时约束下产生对抗性噪音，以支持这种实时对抗攻击？了解这一问题提高了我们对这些攻击对实时系统构成的威胁的理解，并为未来防御提供安全评估基准。因此，我们首先进行对抗生成算法的运行时间分析。普遍攻击脱机产生一般攻击，没有在线开销，并且可以应用于任何输入;然而，由于其一般性，他们的成功率是有限的。相比之下，在特定输入上工作的在线算法是计算昂贵的，使它们不适合在时间约束下的操作。因此，我们提出房间，一种新型实时在线脱机攻击施工模型，其中离线组件用于预热在线算法，使得可以在时间限制下产生高度成功的攻击。

The authors thank Nicholas Carlini (UC Berkeley) and Dimitris Tsipras (MIT) for feedback to improve the survey quality. We also acknowledge X. Huang (Uni. Liverpool), K. R. Reddy (IISC), E. Valle (UNICAMP), Y. Yoo (CLAIR) and others for providing pointers to make the survey more comprehensive.

人群计数已被广泛用于估计安全至关重要的场景中的人数，被证明很容易受到物理世界中对抗性例子的影响（例如，对抗性斑块）。尽管有害，但对抗性例子也很有价值，对于评估和更好地理解模型的鲁棒性也很有价值。但是，现有的对抗人群计算的对抗性示例生成方法在不同的黑盒模型之间缺乏强大的可传递性，这限制了它们对现实世界系统的实用性。本文提出了与模型不变特征正相关的事实，本文提出了感知的对抗贴片（PAP）生成框架，以使用模型共享的感知功能来定制对对抗性的扰动。具体来说，我们将一种自适应人群密度加权方法手工制作，以捕获各种模型中不变的量表感知特征，并利用密度引导的注意力来捕获模型共享的位置感知。证明它们都可以提高我们对抗斑块的攻击性转移性。广泛的实验表明，我们的PAP可以在数字世界和物理世界中实现最先进的进攻性能，并且以大幅度的优于以前的提案（最多+685.7 MAE和+699.5 MSE）。此外，我们从经验上证明，对我们的PAP进行的对抗训练可以使香草模型的性能受益，以减轻人群计数的几个实际挑战，包括跨数据集的概括（高达-376.0 MAE和-376.0 MAE和-354.9 MSE）和对复杂背景的鲁棒性（上升）至-10.3 MAE和-16.4 MSE）。

对抗性的例子揭示了神经网络的脆弱性和不明原因的性质。研究对抗性实例的辩护具有相当大的实际重要性。大多数逆势的例子，错误分类网络通常无法被人类不可检测。在本文中，我们提出了一种防御模型，将分类器培训成具有形状偏好的人类感知分类模型。包括纹理传输网络（TTN）和辅助防御生成的对冲网络（GAN）的所提出的模型被称为人类感知辅助防御GaN（had-GaN）。 TTN用于扩展清洁图像的纹理样本，并有助于分类器聚焦在其形状上。 GaN用于为模型形成培训框架并生成必要的图像。在MNIST，时尚 - MNIST和CIFAR10上进行的一系列实验表明，所提出的模型优于网络鲁棒性的最先进的防御方法。该模型还证明了对抗性实例的防御能力的显着改善。

Data augmentation is a widely used technique for enhancing the generalization ability of convolutional neural networks (CNNs) in image classification tasks. Occlusion is a critical factor that affects on the generalization ability of image classification models. In order to generate new samples, existing data augmentation methods based on information deletion simulate occluded samples by randomly removing some areas in the images. However, those methods cannot delete areas of the images according to their structural features of the images. To solve those problems, we propose a novel data augmentation method, AdvMask, for image classification tasks. Instead of randomly removing areas in the images, AdvMask obtains the key points that have the greatest influence on the classification results via an end-to-end sparse adversarial attack module. Therefore, we can find the most sensitive points of the classification results without considering the diversity of various image appearance and shapes of the object of interest. In addition, a data augmentation module is employed to generate structured masks based on the key points, thus forcing the CNN classification models to seek other relevant content when the most discriminative content is hidden. AdvMask can effectively improve the performance of classification models in the testing process. The experimental results on various datasets and CNN models verify that the proposed method outperforms other previous data augmentation methods in image classification tasks.

深度神经网络在许多重要的遥感任务中取得了巨大的成功。然而，不应忽略它们对对抗性例子的脆弱性。在这项研究中，我们第一次系统地在遥感数据中系统地分析了普遍的对抗示例，而没有受害者模型的任何知识。具体而言，我们提出了一种新型的黑盒对抗攻击方法，即混合攻击及其简单的变体混合尺寸攻击，用于遥感数据。提出方法的关键思想是通过攻击给定替代模型的浅层层中的特征来找到不同网络之间的共同漏洞。尽管它们很简单，但提出的方法仍可以生成可转移的对抗性示例，这些示例欺骗了场景分类和语义分割任务的大多数最新深层神经网络，并具有很高的成功率。我们进一步在名为AUAE-RS的数据集中提供了生成的通用对抗示例，该数据集是第一个在遥感字段中提供黑色框对面样本的数据集。我们希望阿联酋可以用作基准，以帮助研究人员设计具有对遥感领域对抗攻击的强烈抵抗力的深神经网络。代码和阿联酋-RS数据集可在线获得（https://github.com/yonghaoxu/uae-rs）。