[发明专利]一种实用相对顺序对抗攻击方法

权利要求书

1.一种实用相对顺序对抗攻击方法，其特征在于，包括：

步骤一、以深度排序模型f(·，·)作为目标模型，利用深度排序模型f(·，·)计算查询样本q和被选中的候选样本集合C＝{c₁，c₂，...，c_k}之间的距离度量；当深度排序模型f(·，·)的参数获取成功时，使用白盒威胁模型进行相对顺序对抗攻击；

步骤二、使用白盒威胁模型进行相对顺序对抗攻击，包括以下步骤：

设置一个长度为k的排序矢量p，利用排序矢量p标记候选样本集合C中每个样本的相对顺序后进行重排序；重排序后的候选样本集合为C_p＝{c_p1，c_p2，...，c_pk}，以重排序后的候选样本集合C_p中的样本作为攻击对象样本；

针对攻击对象样本，计算其中每个样本与查询样本的组合之间的三元组相对顺序损失；将每两个样本的组合之间的三元组相对顺序损失进行加和，得到一个整体的相对顺序损失函数；基于所得相对顺序损失函数，追加语义保留损失函数，将整体的相对顺序损失函数与追加语义保留损失函数求和，得到总体的带有语义保留性质的相对顺序损失函数；使用投影梯度下降法迭代更新查询样本q，得到对抗样本

步骤三、将所得对抗样本输入到深度排序模型f(·，·)中，输出排序结果；所得的排序结果中，候选样本集合C之间的相对顺序已经修改，实现所述实用相对顺序对抗攻击方法。

2.根据权利要求1所述的一种实用相对顺序对抗攻击方法，其特征在于，步骤一中，从深度排序模型的候选样本数据库X中选择出k个候选样本，得到候选样本集合C＝{c₁，c₂，...，c_k}；其中，每个候选样本从候选样本数据库X中选出。

3.根据权利要求1所述的一种实用相对顺序对抗攻击方法，其特征在于，步骤二中，每两个样本的组合之间计算三元组相对顺序损失的公式为：

[f(q，c_pi)-f(q，c_pj)]₊；

其中，[…]₊表示ReLU激活函数，c_pi与c_pj中c_pi是c_pj在期望排序中靠前的候选样本，i的取值范围从1到k，而相应的j的范围则从i遍历到k；

得到整体的相对顺序损失函数的公式为：

式中，参数为对抗样本；C为选定的候选样本集合；p为此前定义的排序矢量；i，j，k均为遍历集合的临时变量；c_pi与c_pj则分别为根据排序矢量p进行重排序的集合C_p＝{c_p1，c_p2，...，c_pk}中的第i和第j位元素；数学符号[…]₊代表ReLU激活函数。

4.根据权利要求3所述的一种实用相对顺序对抗攻击方法，其特征在于，

基于所得相对顺序损失函数追加语义保留损失函数，使每一个来自选中的候选样本集合的样本，比任意一个来自候选样本数据库X的样本x更加靠近给定的修改后的查询样本，即对抗样本

其中，得到追加语义保留损失函数的公式为：

式中，参数为对抗样本；C为选定的候选样本集合；c，x均为遍历集合的临时变量；数学符号[…]₊代表ReLU激活函数；集合X是包含集合C在内的所有候选样本的集合，亦即深度排序模型的整个检索数据库。

5.根据权利要求4所述的一种实用相对顺序对抗攻击方法，其特征在于，总体的带有语义保留性质的相对顺序损失函数，其公式为：

式中，ξ为手工设置的平衡超参数，是一个大于0的任意实数；参数为对抗样本；C为选定的候选样本集合；p为此前定义的排序矢量；L_ReO(…)与L_QA+(…)分别为上述步骤中求得的相对顺序损失函数以及语义保留损失函数。