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专利号: 2019108919182
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向信号采样梯度攻击的防御方法,包括以下步骤:(1)筛选待攻击的无线信号,以及确定该些无线信号的攻击目标类型;

(2)随机采取无线信号中任意方向上若干采样信号点;

(3)对每个采样信号点进行偏移,获得该采样信号点的估计样本;

(4)利用采样信号点的估计样本计算采样信号点的损失函数;

(5)根据采样信号点的损失函数计算每个采样信号点的梯度信息;

(6)根据每个采样信号点的梯度信息,划分重要样本像素点;

(7)在设置像素阈值范围内,对重要样本像素点进行采样梯度攻击;

(8)重复步骤(2)~步骤(7),以迭代次数或样本效果为要求,不断迭代寻找最优的扰动及对抗样本;

(9)将获得的对抗样本添加到训练样本集中,利用训练样本集对信号分类模型进行训练,以获得能够防御对抗攻击的新信号分类模型;

(10)利用新信号分类模型对待分类信号进行分类,以实现对攻击的防御。

2.如权利要求1所述的面向信号采样梯度攻击的防御方法,其特征在于,步骤(3)中,针对每一个采样信号点,以采样信号点自身为中心,分别正负偏移一个单位长度k,获得两个估计样本。

3.如权利要求1所述的面向信号采样梯度攻击的防御方法,其特征在于,步骤(4)中,首先,将每个信号及对应的估计样本作为信号分类模型的输入,该信号分类模型输出估计样本的置信度信息,记为C[i];

然后,利用获得的置信度信息,通过公式(1)~公式(5)求得各个采样信号点的损失函数值loss:l2=||val[i]-A||2(1)

real_loss=||Ca*C[i]||1(2)other_loss=max{(1-Ca)*C[i]-10000*Ca,1}(3)loss1=max{log(real_loss)-log(other_loss),-k}(4)loss=l2+loss1*CONST(5)

其中,l2表示待攻击无线信号A与估计样本val[i]在欧几里得距离上面的差值,loss1是通过估计样本val[i]的置信度C[i]与待攻击无线信号A的置信度Ca之间的关系得来的,其中,real_loss是为了反映估计样本val[i]在真实类标下的置信度变化情况,而other_loss是为了反映估计样本val[i]被分类为其他调制类型的概率变化;CONST是调整l2和loss1之间占比关系的参数。

4.如权利要求1所述的面向信号采样梯度攻击的防御方法,其特征在于,步骤(5)中,利用公式(6)计算每个采样信号点的梯度信息grad[i]:grad[i]=(loss[2*i]-loss[2*i+1])/2*k(6)其中,i为估计样本的索引。

5.如权利要求1所述的面向信号采样梯度攻击的防御方法,其特征在于,步骤(6)的具体过程为:确定攻击目标;

当添加扰动后的采样信号点的梯度信息趋近于攻击目标时,则采样信号点为正相关点;当添加扰动后的采样信号点的梯度信息远离于攻击目标时,则采样信号点为负相关点;

当添加扰动后的采样信号点的梯度信息变化范围在设定阈值内时,则采样信号点为无关点;

选取正相关点作为重要样本像素点。

6.如权利要求1所述的面向信号采样梯度攻击的防御方法,其特征在于,步骤(7)中,利用公式(7)对采样信号点进行基于采样梯度的攻击:其中,lr是本次攻击过程的学习率,用来控制攻击速度,b1和b2分别为调整参数;A[D[i]]表示第i个采样信号的像素值,A[D[i]]'表示第i个采样信号被攻击后的像素值。

7.如权利要求1所述的面向信号采样梯度攻击的防御方法,其特征在于,选择长短时记忆网络作为信号分类模型。