pycharm使用 FGSM 生成对抗性示例

时间: 2023-10-22 14:22:14 浏览: 37
FGSM是一种常见的生成对抗性样本攻击方法,它可以在不改变原始图像的情况下,通过添加一些扰动来欺骗训练好的分类器。在PyCharm中使用FGSM生成对抗性示例,可以按照以下步骤进行: 1. 导入必要的Python库和模块: ``` import torch import torchvision import torch.nn as nn import torch.optim as optim from torchvision import datasets, transforms ``` 2. 定义一个用于训练分类器的函数: ``` def train(model, device, train_loader, optimizer, criterion, epoch): model.train() for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): data, target = data.to(device), target.to(device) optimizer.zero_grad() output = model(data) loss = criterion(output, target) loss.backward() optimizer.step() if batch_idx % 10 == 0: print('Train Epoch: {} [{}/{} ({:.0f}%)]\tLoss: {:.6f}'.format( epoch, batch_idx * len(data), len(train_loader.dataset), 100. * batch_idx / len(train_loader), loss.item())) ``` 3. 定义一个用于测试分类器的函数: ``` def test(model, device, test_loader, criterion): model.eval() test_loss = 0 correct = 0 with torch.no_grad(): for data, target in test_loader: data, target = data.to(device), target.to(device) output = model(data) test_loss += criterion(output, target).item() pred = output.argmax(dim=1, keepdim=True) correct += pred.eq(target.view_as(pred)).sum().item() test_loss /= len(test_loader.dataset) print('Test set: Average loss: {:.4f}, Accuracy: {}/{} ({:.0f}%)\n'.format( test_loss, correct, len(test_loader.dataset), 100. * correct / len(test_loader.dataset))) ``` 4. 定义一个用于生成对抗性示例的函数: ``` def fgsm_attack(image, epsilon, data_grad): sign_data_grad = data_grad.sign() perturbed_image = image + epsilon * sign_data_grad perturbed_image = torch.clamp(perturbed_image, 0, 1) return perturbed_image ``` 5. 定义一个用于运行模型的函数: ``` def run_model(): device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu") print("Using device:", device) transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.1307,), (0.3081,)) ]) train_dataset = datasets.MNIST('./data', train=True, download=True, transform=transform) test_dataset = datasets.MNIST('./data', train=False, download=True, transform=transform) train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_dataset, batch_size=64, shuffle=True) test_loader = torch.utils.data.DataLoader(test_dataset, batch_size=1000, shuffle=True) model = nn.Sequential( nn.Conv2d(1, 20, 5, 1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, 2), nn.Conv2d(20, 50, 5, 1), nn.ReLU(), nn.MaxPool2d(2, 2), nn.Flatten(), nn.Linear(4 * 4 * 50, 500), nn.ReLU(), nn.Linear(500, 10), ).to(device) optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, momentum=0.5) criterion = nn.CrossEntropyLoss() for epoch in range(1, 11): train(model, device, train_loader, optimizer, criterion, epoch) test(model, device, test_loader, criterion) epsilon = 0.1 for data, target in test_loader: data, target = data.to(device), target.to(device) data.requires_grad = True output = model(data) loss = criterion(output, target) model.zero_grad() loss.backward() data_grad = data.grad.data perturbed_data = fgsm_attack(data, epsilon, data_grad) output = model(perturbed_data) print(output.argmax(dim=1, keepdim=True).flatten()) break ``` 6. 最后,运行上述函数: ``` run_model() ``` 这将会训练一个简单的卷积神经网络模型来分类手写数字,并使用FGSM方法生成对抗性示例。可以通过调整epsilon的值来改变扰动的大小,以及通过在test_loader中迭代来生成多个示例。

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