这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

新闻 人工智能 算法
通过给照片添加肉眼看不出来的对抗性噪声,来蒙蔽人脸识别AI,达到保护隐私的效果。

本文经AI新媒体量子位(公众号ID:QbitAI)授权转载,转载请联系出处。

上回书说到,现在,对抗攻击的理念已经被应用到隐私保护领域:

通过给照片添加肉眼看不出来的对抗性噪声,来蒙蔽人脸识别AI,达到保护隐私的效果。

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

不过,就有好学的同学提出了这样的疑问,各种App基本都会对图片重新进行压缩,那这种照片「隐身衣」不就会因此失效吗?

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩
这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

最近,武汉大学国家网络安全学院就和Adobe公司合作,针对这个问题进行了研究, 并提出了一种适用于任意压缩方式的抗压缩对抗性图像生成方案

也就是说,这是一身具有抗压缩能力的照片「隐身衣」。

即使经过处理的照片被社交平台中各种压缩算法改造一番,也依然能保持对抗性。比如,在微博上就可以达到90%以上的成功率。

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

抗压缩的照片「隐身衣」

一般来说,添加了微小扰动的对抗性实例,都会受到图像压缩方法的影响。

尤其是现在不同社交平台采用的压缩方法都是黑盒算法,压缩方法的变化也给对抗性实例的「抗压性」带来了不小的挑战。

论文一作王志波教授就指出:

在压缩算法未知或不可微的情况下,生成抗压缩的对抗性图像具有很大挑战性。

为了解决这样的问题,这项研究提出了抗压缩对抗框架ComReAdv

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

具体而言,方案分为三个步骤。

步骤一:构建训练数据集

通过上传/下载的方式,获取大量原始图像和对应的压缩图像,构建训练数据集。

步骤二:压缩近似

利用原始图像-压缩图像对构成的数据集进行监督学习。

研究人员设计了一个基于编码-解码的压缩近似模型,称为ComModel。该模型被用于学习如何像黑盒压缩算法一样转换图像,以达到近似压缩的目的。

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

其中,编码器从原始图像中提取多尺度特征,如内在纹理和空间内容特征。

对应的,解码器对压缩后的对应图像进行由粗到细的重构,以模仿真实压缩图像的压缩效果。

通过最小化重构图像和真实压缩图像之间的平均绝对误差(MAE),训练后的ComModel可作为社交平台未知压缩算法的可微近似形式。

步骤三:抗压缩对抗性图像生成

构建优化目标,将ComModel融入到对抗性图像的优化过程中,并使用基于动量的迭代方法(MI-FGSM)进行优化,最终使得生成的对抗性图像具有较好的抗压缩能力。

研究人员表示,该方案不需要任何压缩算法的细节,仅根据适量的原图和压缩图的数据集,便能训练得到未知压缩算法的近似形式,并进一步生成相应的抗压缩对抗性图像,因此,该方案能应用于所有社交平台保护用户隐私。

实验结果

研究团队进行了本地仿真测试(JPEG、JPEG2000、WEBP)和真实的社交平台(Facebook、微博、豆瓣)测试。

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩

本地仿真测试的结果显示,ComReAdv这一方法在「抗压缩」方面超越了SOTA方法,并且,可以有效抵抗不同的压缩方法,具有可扩展性。

这个对抗算法让人脸识别算法失灵,还能抵抗微信微博照片压缩


而真实社交平台测试的结果也表明,该方法能显著提高对抗性图像的抗压缩能力。

在被不同的压缩方法压缩后,误导Resnet50分类模型的成功率达到了最先进的水平,在微博上可以达到90%以上的成功率。

关于作者

论文一作王志波,是武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师。

[[338551]]

王志波教授本科毕业于浙江大学信息学院自动化专业,2014年获美国田纳西大学计算机工程博士的学位。

目前的研究方向包括物联网、移动感知与计算、大数据、网络安全与隐私保护、人工智能安全。

对于这项研究,王志波教授表示:

我们认为这项技术可以被所有社交网络用户采用,来防止分享图像被非法滥用、识别。当然,模型的抗压缩能力仍需进一步提高,我们团队接下来会对此进行更深入的研究。

 

责任编辑:张燕妮 来源: 量子位
相关推荐

2022-07-27 14:26:27

算法服务器

2015-04-16 10:35:08

微博微博如何实现

2012-12-14 08:46:14

微博PageRank算法

2013-08-26 15:21:41

微博微信易信

2023-05-04 07:27:20

NLP 算法微服务治理

2021-04-12 10:32:58

人脸识别人工智能数据

2021-01-10 08:16:25

微信移动应用实用技巧

2013-12-27 15:28:20

微博微信

2013-09-13 13:35:41

微淘微信微博

2021-01-30 07:51:59

微信微信8.0腾讯

2014-08-06 09:08:03

大数据

2020-09-07 14:00:23

腾讯微博微信互联网

2022-10-31 08:47:21

人脸识别按键键盘

2013-08-19 14:46:00

微博微信催眠术

2020-07-23 15:47:24

人脸识别人工智能数据

2019-11-08 10:48:07

Windows操作系统微信Windows 10

2013-08-08 10:13:25

微信

2014-05-04 13:39:15

人脸识别算法

2018-01-31 14:11:31

微信红包随机

2021-08-09 14:47:44

微信表情移动应用
点赞
收藏

51CTO技术栈公众号