Traditional distributed backdoor attacks (DBA) in federated learning improve stealthiness by decomposing global triggers into sub-triggers, which however requires more poisoned data to maintian the attck strength and hence increases the exposure risk. To overcome this defect, This paper proposes a novel method, namely Fractal-Triggerred Distributed Backdoor Attack (FTDBA), which leverages the self-similarity of fractals to enhance the feature strength of sub-triggers and hence significantly reduce the required poisoning volume for the same attack strength. To address the detectability of fractal structures in the frequency and gradient domains, we introduce a dynamic angular perturbation mechanism that adaptively adjusts perturbation intensity across the training phases to balance efficiency and stealthiness. Experiments show that FTDBA achieves a 92.3\% attack success rate with only 62.4\% of the poisoning volume required by traditional DBA methods, while reducing the detection rate by 22.8\% and KL divergence by 41.2\%. This study presents a low-exposure, high-efficiency paradigm for federated backdoor attacks and expands the application of fractal features in adversarial sample generation.


翻译:传统联邦学习中的分布式后门攻击通过将全局触发器分解为子触发器来提高隐蔽性,但这需要更多中毒数据以维持攻击强度,从而增加了暴露风险。为克服此缺陷,本文提出一种新方法——分形触发分布式后门攻击,该方法利用分形的自相似性增强子触发器的特征强度,从而在相同攻击强度下显著减少所需的中毒数据量。针对分形结构在频域和梯度域的可检测性问题,我们引入动态角度扰动机制,该机制根据训练阶段自适应调整扰动强度,以平衡效率与隐蔽性。实验表明,FTDBA仅需传统DBA方法62.4%的中毒数据量即可实现92.3%的攻击成功率,同时将检测率降低22.8%,KL散度减少41.2%。本研究为联邦后门攻击提供了一种低暴露、高效率的范式,并拓展了分形特征在对抗样本生成中的应用。

0
下载
关闭预览

相关内容

【AAAI2021】“可瘦身”的生成式对抗网络
专知会员服务
13+阅读 · 2020年12月12日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
国家自然科学基金
17+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
17+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员