Imperceptible Transfer Attack and Defense on 3D Point Cloud Classification

点云 计算机科学 对抗制 可转让性 判别式 攻击面 离群值 计算机安全 学习迁移 威胁模型 人工智能 黑匣子 云计算 机器学习 点(几何) 稳健性(进化) 数学 几何学 操作系统 生物化学 化学 罗伊特 基因
作者
Daizong Liu,Wei Hu
出处
期刊:IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-18 被引量:26
标识
DOI:10.1109/tpami.2022.3193449
摘要

Although many efforts have been made into attack and defense on the 2D image domain in recent years, few methods explore the vulnerability of 3D models. Existing 3D attackers generally perform point-wise perturbation over point clouds, resulting in deformed structures or outliers, which is easily perceivable by humans. Moreover, their adversarial examples are generated under the white-box setting, which frequently suffers from low success rates when transferred to attack remote black-box models. In this article, we study 3D point cloud attacks from two new and challenging perspectives by proposing a novel Imperceptible Transfer Attack (ITA): 1) Imperceptibility: we constrain the perturbation direction of each point along its normal vector of the neighborhood surface, leading to generated examples with similar geometric properties and thus enhancing the imperceptibility. 2) Transferability: we develop an adversarial transformation model to generate the most harmful distortions and enforce the adversarial examples to resist it, improving their transferability to unknown black-box models. Further, we propose to train more robust black-box 3D models to defend against such ITA attacks by learning more discriminative point cloud representations. Extensive evaluations demonstrate that our ITA attack is more imperceptible and transferable than state-of-the-arts and validate the superiority of our defense strategy.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Sake发布了新的文献求助10
刚刚
Orange应助苏子寒采纳,获得10
刚刚
研友_VZG7GZ应助张无凡采纳,获得10
1秒前
落后满天发布了新的文献求助30
1秒前
美好斓发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
糯糯发布了新的文献求助10
3秒前
孙ym发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
啦啦啦完成签到 ,获得积分10
4秒前
一半一半发布了新的文献求助10
4秒前
ZHAO发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
lxg完成签到,获得积分10
5秒前
火星上的安柏完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
酷波er应助咖啡不加糖采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
Orange应助落后的哈密瓜采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
小二郎应助一只滚滚猫采纳,获得10
9秒前
9秒前
fj完成签到,获得积分10
9秒前
YYY发布了新的文献求助10
10秒前
CZ发布了新的文献求助10
11秒前
阿静发布了新的文献求助10
11秒前
苏子寒发布了新的文献求助10
11秒前
pride发布了新的文献求助30
12秒前
ZHAO完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
淋雨的猪发布了新的文献求助80
13秒前
大个应助多情尔珍采纳,获得10
13秒前
慕青应助多情尔珍采纳,获得10
13秒前
汤圆好吃完成签到,获得积分10
13秒前
充电宝应助2856256105采纳,获得10
13秒前
孙ym完成签到,获得积分10
13秒前
Mia完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5735868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5363199
关于积分的说明 15331638
捐赠科研通 4879999
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2622459
邀请新用户注册赠送积分活动 1571448
关于科研通互助平台的介绍 1528243