Adversarial Infrared Blocks: A Multi-view Black-box Attack to Thermal Infrared Detectors in Physical World

要約

赤外線イメージング システムには、歩行者検出や自動運転など幅広い用途が期待されており、その安全性能が大きな関心を集めています。
しかし、現実世界の設定における赤外線画像システムの安全性を調査した研究はほとんどありません。
これまでの研究では、赤外線画像検出器を攻撃するために小さな電球や熱「QRコード」などの物理的摂動を使用していましたが、そのような方法は視認性が高く、ステルス性に欠けています。
他の研究者は、ホットブロックとコールドブロックを使用して赤外線画像検出器を欺いていますが、この方法はさまざまな角度から攻撃を実行する能力に限界があります。
これらの欠点に対処するために、私たちは敵対的赤外線ブロック (AdvIB) と呼ばれる新しい物理攻撃を提案します。
この方法は、敵対的な赤外線ブロックの物理パラメータを最適化することにより、さまざまな角度からサーマル イメージング システムに対してステルス ブラック ボックス攻撃を実行できます。
提案された手法をその有効性、ステルス性、堅牢性に基づいて評価します。
私たちの物理テストでは、提案された方法がほとんどの距離と角度の条件下で 80% 以上の成功率を達成し、その有効性が検証されたことが示されています。
ステルス性を高めるために、私たちの方法では、敵対的な赤外線ブロックを衣服の内側に取​​り付けて、ステルス性を高めます。
さらに、提案された方法を高度な検出器でテストし、実験結果では平均攻撃成功率が 51.2% であることが実証され、その堅牢性が証明されました。
全体として、私たちが提案する AdvIB 手法は、熱画像システムに対してステルスで効果的かつ堅牢なブラックボックス攻撃を実行するための有望な手段を提供し、現実世界の安全性とセキュリティのアプリケーションに潜在的な影響を及ぼします。

要約(オリジナル)

Infrared imaging systems have a vast array of potential applications in pedestrian detection and autonomous driving, and their safety performance is of great concern. However, few studies have explored the safety of infrared imaging systems in real-world settings. Previous research has used physical perturbations such as small bulbs and thermal ‘QR codes’ to attack infrared imaging detectors, but such methods are highly visible and lack stealthiness. Other researchers have used hot and cold blocks to deceive infrared imaging detectors, but this method is limited in its ability to execute attacks from various angles. To address these shortcomings, we propose a novel physical attack called adversarial infrared blocks (AdvIB). By optimizing the physical parameters of the adversarial infrared blocks, this method can execute a stealthy black-box attack on thermal imaging system from various angles. We evaluate the proposed method based on its effectiveness, stealthiness, and robustness. Our physical tests show that the proposed method achieves a success rate of over 80% under most distance and angle conditions, validating its effectiveness. For stealthiness, our method involves attaching the adversarial infrared block to the inside of clothing, enhancing its stealthiness. Additionally, we test the proposed method on advanced detectors, and experimental results demonstrate an average attack success rate of 51.2%, proving its robustness. Overall, our proposed AdvIB method offers a promising avenue for conducting stealthy, effective and robust black-box attacks on thermal imaging system, with potential implications for real-world safety and security applications.

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