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戴培明1,樊峻2,涂国庆3,4,刘树波4
摘要: 针对现有输入变换方法局限于单一域、对空间结构与频谱信息利用不足的问题,提出一种面向黑盒迁移攻击的空频互补增强与范数平衡融合方法(SFNB)。所提方法分别在空间域和频域构造增强样本,并在梯度层面融合两类变换信息。在空间域,设计通道-结构联合增强(CSJE)机制,通过通道随机融合(CRF)引入跨通道信息交互,并结合块随机重构(BRR)改变局部块的排列与方向,从颜色分布和空间结构两个维度扩展变换空间;在频域,设计频谱分区增强(SPA)机制,对不同频率分区施加差异化调节,生成具有不同频谱分布的增强样本。在此基础上,设计冲突感知范数平衡融合策略(CNGF),通过条件投影缓解两分支梯度的负相关冲突,再根据梯度范数平衡其加权贡献,并利用融合梯度迭代生成对抗样本。在ImageNet-Compatible数据集上开展大量实验,结果表明,SFNB相较于基准方法FSD和HAM,整体平均攻击成功率分别提升9.82和8.80个百分点;在集成DIM与TIM策略后,整体平均攻击成功率达到92.48%;面对高级防御方法,平均攻击成功率达到77.03%,较FSD和HAM分别提升4.05和9.97个百分点。实验结果表明,SFNB能够通过空频双域增强与梯度融合,缓解对代理模型的过拟合,从而提高对抗样本的黑盒攻击成功率和跨模型迁移性。
中图分类号: