[套装书]对抗机器学习+机器学习:基于约束的方法(2册)

作者
安东尼·D. 约瑟夫 布莱恩·尼尔森 本杰明·I. P. 鲁宾斯坦 J. D. 泰格 马可·戈里
丛书名
智能科学与技术丛书
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782008171024
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------对抗机器学习--------------------------- 本书由机器学习安全领域的学者撰写,针对存在安全威胁的对抗性环境,讨论如何构建健壮的机器学习系统,全面涵盖所涉及的理论和工具。全书分为四部分,分别讨论对抗机器学习的基本概念、诱发型攻击、探索性攻击和未来发展方向。书中介绍了当前最实用的工具,你将学会利用它们来监测系统安全状态并进行数据分析,从而设计出有效的对策来应对新的网络攻击;详细讨论了隐私保护机制和分类器的近似最优规避,在关于垃圾邮件和网络安全的案例研究中,深入分析了传统机器学习算法为何会被成功击破;全面概述了该领域的最新技术以及未来可能的发展方向。本书适合机器学习、计算机安全、网络安全领域的研究人员、技术人员和学生阅读。 ---------------------------机器学习:基于约束的方法--------------------------- 本书从全新的视角诠释了机器学习的基本模型和算法,重点讨论了当前的两项研究热点——神经网络和核方法。全书紧紧围绕从环境约束中学习的概念,将符号知识库作为约束集合,通过采用多值逻辑形式的思想,实现了约束方法与机器学习的深度融合。特别是对深度学习的讲解,很好地呈现了本书中所遵循的基于约束的方法。此外,本书还提供不同难度等级的练习及参考答案,适合高等院校计算机相关专业的学生参考,也适合业界研究人员和技术人员阅读。
目录



---------------------------对抗机器学习---------------------------


译者序
致谢
符号表
第一部分对抗机器学习概述
第1章引言
11动机
12安全学习的原则性方法
13安全学习年表
14本书内容概述
第2章背景知识及符号说明
21基本表示
22统计机器学习
221数据
222假设空间
223学习模型
224监督学习
225其他学习模式
第3章安全学习框架
31学习阶段分析
32安全分析
321安全目标
322威胁模型
323安全中的机器学习应用探讨
33框架
331分类
332对抗学习博弈
333对抗能力特征
334攻击
335防御
34探索性攻击
341探索性博弈
342探索性完整性攻击
343探索性可用性攻击
344防御探索性攻击
35诱发型攻击
351诱发型博弈
352诱发型完整性攻击
353诱发型可用性攻击
354防御诱发型攻击
36重复学习博弈
37隐私保护学习
371差分隐私
372探索性和诱发型隐私攻击
373随机效用
第二部分关于机器学习的诱发型攻击
第4章攻击一个超球面学习者
41超球面检测器的诱发型攻击
411学习假设
412攻击者假设
413分析方法论
42超球面攻击描述
421取代质心
422攻击的正式描述
423攻击序列的特征
43最优无约束攻击
44对攻击施加时间限制
441可变质量的堆叠块
442替代配方
443最优松弛解
45使用数据替换进行重新训练的攻击
451平均输出和随机输出替换策略
452最近输出替换策略
46受限制的攻击者
461贪婪最佳攻击
462混合数据攻击
463扩展
47总结
第5章可用性攻击案例研究:SpamBayes
51SpamBayes垃圾邮件过滤器
511SpamBayes的训练算法
512SpamBayes的预测
513SpamBayes的模型
52SpamBayes的威胁模型
521攻击者目标
522攻击者知识
523训练模型
524污染假设
53对SpamBayes学习者的\诱发型攻击
531诱发型可用性攻击
532诱发型完整性攻击——伪垃圾邮件
54拒绝负面影响防御
55使用SpamBayes进行实验
551实验方法
552字典攻击结果
553集中攻击结果
554伪垃圾邮件攻击实验
555RONI结果
56总结
第6章完整性攻击案例研究:主成分分析检测器
61PCA方法用于流量异常检测
611流量矩阵和大规模异常
612用于异常检测的子空间方法
62腐蚀PCA子空间
621威胁模型
622无信息垃圾流量选择
623局部信息垃圾流量选择
624全局信息垃圾流量选择
625温水煮青蛙式攻击
63腐蚀抵御检测器
631直觉
632PCAGRID方法
633鲁棒的拉普拉斯阈值
64实证评估
641准备
642识别易受攻击流
643攻击评估
644ANTIDOTE评估
645温水煮青蛙式毒化攻击实证评估
65总结
第三部分关于机器学习的探索性攻击
第7章用于SVM学习的隐私保护机制
71隐私泄露案例研究
711马萨诸塞州员工健康记录
712AOL搜索查询日志
713Netflix奖
714Twitter昵称的去匿名化
715全基因组关联研究
716广告微目标
717经验教训
72问题定义:隐私保护学习
721差分隐私
722可用性
723差分隐私的历史研究方向
73支持向量机:简单介绍
731平移不变核
732算法的稳定性
74基于输出干扰的差分隐私
75基于目标函数干扰的差分隐私
76无限维特征空间
77最优差分隐私的界限
771上界
772下界
78总结
第8章分类器的近似最优规避
81近似最优规避的特征
811对抗成本
812近似最优规避
813搜索的术语
814乘法最优性与加法最优性
815凸诱导性分类器族
82l1成本凸类的规避
821对于凸X+f的IMAC搜索
822对于凸X-f的IMAC学习
83一般lp成本的规避
831凸正集
832凸负集
84总结
841近似最优规避中的开放问题
842规避标准的替代
843现实世界的规避
第四部分对抗机器学习的未来方向
第9章对抗机器学习的挑战
91讨论和开放性问题
911对抗博弈的未探索组件
912防御技术的发展
92回顾开放性问题
93结束语
附录A学习和超几何背景知识
附录B超球面攻击的完整证明
附录CSpamBayes分析
附录D近似最优规避的完整
证明
术语表
参考文献



---------------------------机器学习:基于约束的方法---------------------------


译者序
前言
练习说明
第1章整体情况
11为什么机器需要学习
111学习任务
112环境的符号和子符号表示
113生物和人工神经网络
114学习的协议
115基于约束的学习
12原则和实践
121归纳的令人困惑的本质
122学习原则
123时间在学习过程中的作用
124注意力机制的聚焦
13实践经验
131度量实验的成功
132手写字符识别
133建立机器学习实验
134试验和实验备注
14机器学习面临的挑战
141学习观察
142语言理解
143生活在自己环境中的代理
15注释
第2章学习原则
21环境约束
211损失函数与风险函数
212约束引发的风险函数的病态
213风险最小化
214偏差——方差困境
22统计学习
221最大似然估计
222贝叶斯推理
223贝叶斯学习
224图形模式
225频率论和贝叶斯方法
23基于信息的学习
231一个启发性的示例
232最大熵原理
233最大相互信息
24简约原则下的学习
241简约原则
242最小描述长度
243MDL与正则化
244正则化的统计解释
25注释
第3章线性阈值机
31线性机
311正规方程
312待定问题和广义逆
313岭回归
314原始表示和对偶表示
32包含阈值单元的线性机
321谓词阶数和表示性问题
322线性可分示例的最优性
323无法分离的线性可分
33统计视图
331贝叶斯决策和线性判别分析
332逻辑回归
333符合贝叶斯决策的独立原则
334统计框架中的LMS
34算法问题
341梯度下降
342随机梯度下降
343感知机算法
344复杂性问题
35注释
第4章核方法
41特征空间
411多项式预处理
412布尔富集
413不变的特征匹配
414高维空间中的线性可分性
42最大边际问题
421线性可分下的分类
422处理软约束问题
423回归
43核函数
431相似性与核技巧
432内核表征
433再生核映射
434内核类型
44正则化
441正则化的风险
442在RKHS上的正则化
443最小化正则化风险
444正则化算子
45注释
第5章深层结构
51结构性问题
511有向图及前馈神经网络
512深层路径
513从深层结构到松弛结构
514分类器、回归器和自动编码器
52布尔函数的实现
521“与或”门的典型实现
522通用的“与非”实现
523浅层与深层实现
524基于LTU的实现和复杂性问题
53实值函数实现
531基于几何的计算实现
532通用近似
533解空间及分离表面
534深层网络和表征问题
54卷积网络
541内核、卷积和感受野
542合并不变性
543深度卷积网络
55前馈神经网络上的学习
551监督学习
552反向传播
553符号微分以及自动求导法则
554正则化问题
56复杂度问题
561关于局部最小值的问题
562面临饱和
563复杂性与数值问题
57注释
第6章约束下的学习与推理
61约束机
611学习和推理
612约束环境的统一视图
613学习任务的函数表示
614约束下的推理
62环境中的逻辑约束
621形式逻辑与推理的复杂度
622含符号和子符号的环境
623t范数
624ukasiewicz命题逻辑
63扩散机
631数据模型
632时空环境中的扩散
633循环神经网络
64算法问题
641基于内容的逐点约束
642输入空间中的命题约束
643线性约束的监督学习
644扩散约束下的学习
65终身学习代理
651认知行为及时间流动
652能量平衡
653焦点关注、教学及主动学习
654发展学习
66注释
第7章结语
第8章练习答案
附录A有限维的约束优化
附录B正则算子
附录C变分计算
附录D符号索引
参考文献(在线)
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