计算机应用

作者：石锐, 李勇, 朱延晗

单位：1.南京信息工程大学 电子与信息工程学院，南京 210044；2.国防科技大学 第六十三研究所，南京 210007

关键词：深度神经网络,调制识别,对抗样本,特征梯度,均值化

基金：国家社会科学基金资助项目(2022?SKJJ?B?112)

针对调制瞄准干扰通过深度神经网络（DNN）识别信号调制方式，进而发起灵巧干扰使通信性能下降的问题，提出一种基于特征梯度均值化的调制信号对抗样本攻击算法。不同于传统的标签反向传播求取梯度的方法，所提算法利用调制信号在DNN高维空间中的丰富空时特征计算梯度，并使用局部平均特征梯度代替单点特征梯度用于算法迭代，解决损失函数曲面局部振荡带来的梯度不可靠问题。基于处理后的梯度和现有动量攻击方法，可生成更精细的对抗扰动，并叠加在正常通信信号上以构造对抗样本，降低DNN对通信信号的识别准确率，减弱调制瞄准干扰的效果。在RADIOML 2016.10A数据集上的实验结果表明，与快速梯度符号法（FGSM）、MI-FGSM（Momentum Iterative Fast Gradient Sign Method）相比，尽管所提算法在VTCNN2（Visual Transformer Convolutional Neural Network）模型上的运行时间分别增加了1.36 h、0.58 h，但生成的无目标对抗样本取得了显著的效果。当信噪比为10 dB时，白盒攻击成功率分别提升了36、26个百分点，将生成的对抗样本直接迁移到CLDNN（Convolutional Long short-term memory-Deep Neural Network）模型中，黑盒攻击成功率分别提升了19和14个百分点。所提算法提高了对抗样本的攻击成功率，具有良好的可迁移性。

来源：2024年第8期

《计算机应用》期刊编辑部

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