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脑门贴张纸,骗过超强人脸识别系统!华为出品,Face ID已阵亡

发布时间:2019-08-28 11:31:59 所属栏目:经验 来源:鱼羊 栗子
导读:而骗它的人,是来自莫斯科国立大学和华为莫斯科研究院的科学家。 他们的符上有特殊纹路,可以迷惑AI,这叫对抗攻击。攻击成本很低,符是普通的彩色打印机打出来的。 团队说,这是一个很容易复现 (Easily Reproducible) 的方法,还不光对ArcFace这一只AI有
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而骗它的人,是来自莫斯科国立大学和华为莫斯科研究院的科学家。

他们的符上有特殊纹路,可以迷惑AI,这叫对抗攻击。攻击成本很低,符是普通的彩色打印机打出来的。

团队说,这是一个“很容易复现 (Easily Reproducible) ”的方法,还不光对ArcFace这一只AI有效,可以迁移到其他AI上,骗无止境。

网友说:开个公司,可以量产了。

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并且,画符的算法已经开源了,那大家都可以生成欺骗人脸识别AI的符了。

说不定有一天,监控系统对陌生人出没,就没有抵抗力了。果然还是人类比较危险。

那么,先来看看画符的原理吧。

画符的原理

你可能听说过,在图像里加上一些噪声,熊猫就变成了长臂猿:

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对抗性攻击在数字领域很容易实现,但在真实世界中,对抗攻击的效率大打折扣。

研究团队想到了一个方法,首先,他们琢磨出了一种新的离面变换方法,把一张平面矩形图像弯曲成三维抛物线,再进行旋转。

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第二步,是把高质量的人脸图像投到变形后的“贴纸”上,并加入随机噪声。

然后,将由此获得的图像转换为ArcFace的标准输入。

最后,降低两个参数的总和:初始矩形图像的TV损失,和最后获得的图像的嵌入与ArcFace计算出来的锚嵌入之间的余弦相似性。

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如此生成的对抗攻击图像,就不是一张平面的纸了,而是三维立体,能直接贴合人类脑门。

研究团队一开始完全随机地加入噪声。

在对抗样本生成阶段,他们采用的是具有动量的多次迭代FGSM方法(Goodfellow提出的经典对抗样本生成方法)。攻击分成两个阶段,第一阶段的迭代步长为5/255,动量为0.9;第二阶段的迭代步长变成1/255,动量为0.995。

在第一阶段的100次迭代之后,使用最小二乘法,通过线性函数对最后100个验证值进行插值。如果线性函数的斜率不小于0,则进入攻击的第二阶段。

在第二阶段的200次迭代之后,同样进行这一操作,如果线性函数的斜率不小于0,就停止攻击。

有趣的现象出现了。

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比较成功的对抗图像,看上去都有点像人类的眉毛。

实际上,为了找到人脸的那个部位最适合投影到“贴纸”上,研究团队进行了数字模拟实验。他们发现贴纸的位置较低时能得到更好的验证值。即使限制了贴纸的位置,强制它高于眼睛,贴纸也总是会向下移动到更接近眼睛的位置。

而此前的研究也表明,眉毛是人类面部识别中最重要的特征。

不过最后生成的“贴纸”并不是通用的,是根据每个人的照片“私人定制”的。

团队请了10个人类,来测试定制效果。4女6男,结果如下:

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蓝色,是一个人戴上普通帽子前后,AI判断的类别相似度,在70%上下。

橙色,是一个人贴上对抗符前后,AI判断的类别相似度,降到了20%以下。

定制成功,鉴定完毕。

这套攻击方法,不止是对ArcFace有效,其他的的Face ID模型也一样扛不住。

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△LResNet100E等模型基线相似度和被攻击后的相似度之差

骗过AI一向不难

其实,AI在对抗攻击面前,一向没什么抵抗力。

乌龟变步枪的旧事,这里不赘述,毕竟在那之后又有了许多先进的玩法:

比利时鲁汶大学的两位少年,就曾经拿一幅炫彩的对抗图画,挡在自己的肚子前面。

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这样,目标检测界的翘楚YOLOv2,不光看不出他们是人类,连那里有物体存在都发现不了。

优秀的隐身衣,令人瑟瑟发抖。

另外,腾讯团队也曾经用对抗图,骗过一辆特斯拉。

(编辑:威海站长网)

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