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Neuroattack: undermining spiking neural networks security through externally triggered bit-flips

Authors :
Alberto Marchisio
Valerio Venceslai
Maurizio Martina
Muhammad Shafique
Ihsen Alouani
Vienna University of Technology (TU Wien)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
COMmunications NUMériques - IEMN (COMNUM - IEMN)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - Département Opto-Acousto-Électronique - UMR 8520 (IEMN-DOAE)
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
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Politecnico di Torino = Polytechnic of Turin (Polito)
This work has been partially supported by the Doctoral CollegeResilient Embedded Systems which is run jointly by TU Wien’sFaculty of Informatics and FH-Technikum Wien.
Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
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INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Source :
2020 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 2020 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), Jul 2020, Glasgow, United Kingdom. pp.1-8, ⟨10.1109/IJCNN48605.2020.9207351⟩, International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2020), International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2020), Jul 2020, Glasgow, United Kingdom. pp.1-8, ⟨10.1109/IJCNN48605.2020.9207351⟩, IJCNN
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

Due to their proven efficiency, machine-learning systems are deployed in a wide range of complex real-life problems. More specifically, Spiking Neural Networks (SNNs) emerged as a promising solution to the accuracy, resource-utilization, and energy-efficiency challenges in machine-learning systems. While these systems are going mainstream, they have inherent security and reliability issues. In this paper, we propose NeuroAttack, a cross-layer attack that threatens the SNNs integrity by exploiting low-level reliability issues through a high-level attack. Particularly, we trigger a fault-injection based sneaky hardware backdoor through a carefully crafted adversarial input noise. Our results on Deep Neural Networks (DNNs) and SNNs show a serious integrity threat to state-of-the art machine-learning techniques.<br />Accepted for publication at the 2020 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
2020 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 2020 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), Jul 2020, Glasgow, United Kingdom. pp.1-8, ⟨10.1109/IJCNN48605.2020.9207351⟩, International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2020), International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN 2020), Jul 2020, Glasgow, United Kingdom. pp.1-8, ⟨10.1109/IJCNN48605.2020.9207351⟩, IJCNN
Accession number :
edsair.doi.dedup.....58f4a4a435b4ab19fd54080e70ab9f7a