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对抗样本

对抗样本是经过刻意细微修改的输入:人眼几乎看不出差别,AI 模型却会做出完全不同的判断。可以把它看作专门用来欺骗模型的“错觉题”。

关于这个术语
难度
基础 · AI 新闻中常见的技术术语
加入时间
2026-10-09
通俗解释 这类似于几张在人看来只是污渍的贴纸,就让驾驶辅助系统把“停车”标志识别成别的标志。不过,与人的错觉不同,它是通过计算精确瞄准模型弱点而制造出来的。

工作原理

AI 模型依赖输入中的细微模式来确定答案。攻击者会找出朝哪个方向改变输入最能动摇模型的判断,然后沿该方向加入非常微小的变化(噪声)。如果是图片,就逐点微调像素值;如果是文字,就替换一个词或不显眼的字符。在人看来是同一张图片、同一句话,模型却给出截然不同的答案。能够查看模型内部的称为白盒攻击,只通过提问和获取回答来寻找的称为黑盒攻击。

白盒攻击与黑盒攻击

白盒了解模型内部

  • 直接计算使判断动摇的方向
  • 尝试次数少、瞄得准

黑盒只看提问和回答

  • 不断改变输入并观察反应
  • 更接近对实际服务的攻击

공통 两者都用人眼察觉不到的微小变化推翻模型判断

根据攻击者能看到模型内部的程度,分为两类。

为什么重要

自动驾驶、人脸识别、垃圾邮件和恶意软件检测等许多场景中,AI 的判断直接关系到安全与安防。在这些场景中,如果微小的操纵就能推翻判断,可能会造成严重损失。此外,对抗样本清楚地表明,模型更多依赖统计模式,而不是像人一样理解“含义”。因此,它也被用作检验模型鲁棒性(robustness)的代表性工具。

注意事项

代表性的防御方法是“对抗训练”,即刻意生成对抗样本并混入训练数据。但对某一种攻击变强的模型,往往对其他方式的攻击依然脆弱,因此一般认为目前还没有完美的防御方法。在 LLM 中,通过附加奇怪字符串来绕过安全机制的越狱攻击,有时也用同样的原理来解释。提高鲁棒性可能要付出代价,例如平时的准确率略有下降。

示例

运营图像识别服务的公司会在上线前由红队生成对抗样本,检查模型有多容易被欺骗。例如,向商品图片审核模型输入加了人眼看不见的噪声的图像,确认它是否会把违禁商品当作正常商品放行,并把结果重新纳入训练数据。

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