AI安全之对抗样本入门 封面

AI安全之对抗样本入门

评分 4.1
章节数
40
丛书
智能系统与技术丛书
ISBN
9787111626824

标签

内容简介

本书是面向入门读者的对抗样本技术读物,作者以自身在安全领域的实践经验为基础,把人工智能安全中对抗样本这一前沿方向梳理成从原理到动手的完整学习路径。全书共 9 章:第 1 章从深度学习基础知识讲起,重点交代与对抗样本密切相关的梯度、范数、损失函数、反向传递与优化器等概念,并以 CNN 图像分类为主线,介绍 AlexNet、VGG、ResNet50、InceptionV3 等典型网络结构与常见性能衡量指标;第 2 章讲如何搭建学习对抗样本的软硬件环境,涉及 Anaconda、APT 与 Python 更新源、Jupyter notebook、TensorFlow、Keras、PyTorch、PaddlePaddle、AdvBox 以及 GPU 服务器;第 3 章介绍常见深度学习平台与预训练模型的使用;第 4 章补足图像格式与图像处理基础知识,为理解扰动生成技巧作准备;第 5 章系统讲解 FGSM、DeepFool、JSMA、CW 等经典白盒攻击算法;第 6 章转向黑盒攻击;第 7 章讨论对抗样本在目标检测领域的应用;第 8 章介绍常见加固与防御算法;第 9 章介绍常用对抗样本工具,并演示搭建 NIPS 2017 对抗防御环境与轻量级攻防对抗环境 robust-ml 的方法。书中的示例代码在 GitHub 上公开,便于读者边读边跑,在真实环境中生成对抗样本并开展攻防对比实验。

编辑推荐

对抗样本是人工智能安全里最直观、也最容易被低估的一类风险:在图上加一层肉眼几乎看不出差别的扰动,模型就可能把熊猫认成长臂猿。这本书的价值在于,它没有停留在概念和综述层面,而是把这条技术链拆成可执行的步骤——先补梯度、范数和 CNN 的基础,再把 Anaconda、TensorFlow、PyTorch、PaddlePaddle、AdvBox 一样样装好,然后逐个实现 FGSM、DeepFool、JSMA、CW 这些经典算法,最后用 NIPS 2017 对抗防御环境和 robust-ml 做攻防演练。作者刘焱(兜哥)长期做 AI 模型安全,也是开源工具箱 AdvBox 的作者,写作风格偏工程实操,代码与文字贴得比较紧,配套 GitHub 仓库可以直接跑通,对自学者友好。需要说明的是,书中环境与框架版本停留在 TensorFlow 1.x、PyTorch 早期版本的年代,今天照着敲会遇到不少版本兼容问题,更适合当作理解算法思想的路线图,而不是逐行复刻的手册。总体而言,它是中文世界里少见的、能把对抗样本讲清楚的入门书,适合作为进入 AI 安全方向的块砖。

适合谁读

适合

  • 已有 Python 基础、想系统了解对抗样本攻防原理的开发者
  • 从事信息安全、需要评估模型鲁棒性的工程师
  • 人工智能相关专业的高年级本科生与研究生
  • 准备转向 AI 安全方向、需要一本完整路线图的技术人员

不适合

  • 完全没有 Python 和深度学习基础的零起点读者
  • 只想了解概念科普、不打算动手跑代码的读者
  • 需要前沿 SOTA 攻击方法综述的研究者,本书内容偏经典入门

阅读建议

  1. 先读第 1 章把梯度、范数、损失函数与反向传播弄扎实,否则后面算法推导容易卡壳
  2. 第 2、3 章的环境搭建建议用虚拟环境隔离,遇到版本问题时优先对照 GitHub 仓库的代码与脚本
  3. 第 5、6 章每学一个算法就亲手跑一遍并对比扰动幅度与攻击成功率,形成自己的实验记录
  4. 把第 8 章防御与第 9 章竞赛环境结合起来做小型攻防实验,比单读攻击算法收获更大

出版社简介

机械工业出版社 中国 · 成立于 1950 年

机械工业出版社(China Machine Press)在科技与专业出版之外,库内图书还体现出对心理学、计算机、管理、财经与社科等方向的持续关注。心理学方面收入荣格作品及分析心理学导论,并涉及压力与健康、成瘾与疗愈等应用议题;计算机领域有《计算机程序的构造和解释(JavaScript版)》;管理与财经类包括《管理行为(原书第4版)》《不平等的代价(珍藏版)》《这次不一样:八百年金融危机史(纪念版)》;科学哲学与科学史方面则有《世界观(原书第3版)》。相关作者资源涵盖C.G.荣格、威廉·麦圭尔、索努·沙姆达萨尼、加博尔·马泰等。公开资料有限,以上仅据库内图书归纳其出版面貌。

目录

  1. 第1章 深度学习基础知识
  2. 1.1 深度学习的基本过程及相关概念
  3. 1.1.1 数据预处理
  4. 1.1.2 定义网络结构
  5. 1.1.3 定义损失函数
  6. 1.1.4 反向传递与优化器
  7. 1.1.5 范数
  8. 1.2 传统的图像分类算法
  9. 1.3 基于CNN的图像分类
  10. 1.3.1 局部连接
  11. 1.3.2 参数共享
  12. 1.3.3 池化
  13. 1.3.4 典型的CNN结构
  14. 1.3.5 AlexNet的结构
  15. 1.3.6 VGG的结构
  16. 1.3.7 ResNet50
  17. 1.3.8 InceptionV3
  18. 1.3.9 可视化CNN
  19. 1.4 常见性能衡量指标
  20. 1.4.1 测试数据
  21. 1.4.2 混淆矩阵
  22. 1.4.3 准确率与召回率
  23. 1.4.4 准确度与F1-Score
  24. 1.4.5 ROC与AUC
  25. 1.5 集成学习
  26. 1.5.1 Boosting算法
  27. 1.5.2 Bagging算法
  28. 1.6 本章小结
  29. 第2章 打造对抗样本工具箱
  30. 2.1 Anaconda
  31. 2.2 APT更新源
  32. 2.3 Python更新源
  33. 2.4 Jupyter notebook
  34. 2.5 TensorFlow
  35. 2.6 Keras
  36. 2.7 PyTorch
  37. 2.8 PaddlePaddle
  38. 2.9 AdvBox
  39. 2.10 GPU服务器
  40. 2.11 本章小结

常见问题

这本书适合零基础学吗?
不太适合。书中默认读者具备 Python 编程能力和深度学习的基本概念,第 1 章虽然复习了梯度、损失函数与 CNN,但节奏较快,没有编程经验的新手容易在环境搭建和代码调试阶段卡住。
书中的代码还能跑通吗?
示例代码托管在 GitHub 的 adversarial_examples 仓库,思路与算法实现仍有参考价值,但书中环境基于较早的 TensorFlow 1.x、PyTorch 版本,直接照搬会遇到版本与 API 变化,建议在虚拟机或旧版本环境中复现。
作者兜哥和刘焱是同一个人吗?
是。兜哥是作者在网络与安全社区的笔名,其本名为刘焱,机械工业出版社数字图书馆等官方渠道以刘焱著录,两者指向同一作者。
读完后能覆盖哪些攻击算法?
主要涵盖 FGSM、DeepFool、JSMA、CW 等经典白盒攻击,以及第 6 章介绍的黑盒攻击思路,并延伸到目标检测场景与常见加固算法,属于入门到能动手实验的水平。

读者评论

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作者简介

刘焱 作者

刘焱是一位作品跨越多个领域的作者,公开资料有限,尚无法确认其国籍、生卒年与教育背景。库内收录其三种作品,分别涉及医学、语言文字与编程设计,题材跨度较大。其中《以毒为药:古代中国的医疗、文化与政治》从医疗史角度切入,讨论毒物与药物在古代中国社会中的文化意义与政治关联;《现代汉语反预期范畴及其表达》属于语言学专题研究,关注汉语中反预期意义的表达方式;《Visual FoxPro程序设计基础教程(第2版)》则为计算机编程入门教材。从这些作品看,刘焱的写作兼具学术探讨与教材编写两种取向,既处理史料与语言现象,也顾及基础教学的实际需要。

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