[发明专利]基于划分输入空间的无线电对抗样本检测方法、系统和终端设备

权利要求书

1.一种基于划分输入空间的无线电对抗样本检测方法，其特征在于:包括以下步骤：

S1：获取无线电信号训练集和测试集，根据无线电信号的自身的调制类别将数据单独分开；

S2：使用攻击方法根据二元无线电信号对抗样本检测器模型对无线电信号训练集和测试集分别进行攻击生成对抗样本；

S3：设计二元无线电信号对抗样本检测器的优化算法提升对抗样本检测精度；

S4：将信号训练集和它相对应的对抗样本以及信号测试集和它相对应的对抗样本送入二元无线电信号对抗样本检测器中训练，得到训练好的检测器以及检测器的检测效果。

2.如权利要求1所述的一种基于划分输入空间的无线电对抗样本检测方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：

获取无线电信号训练集和测试集后，接着根据无线电信号的自身的调制类别将数据单独分开；无线电信号训练集为标签为其中x_i为训练集中数据，N为数据集数据个数，K为无线电信号调制类别最大值，即调制类别总共有(K+1)类，那么就会得到子空间标签为y_i＝0...标签为y_i＝K，m＝N/K+1，总共(K+1)个子空间信号训练集，信号测试集执行同样的操作，得到(K+1)个子空间信号测试集。

3.如权利要求1所述的一种基于划分输入空间的无线电对抗样本检测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：

使用PGD(Project Gradient Descent)作为攻击方法，对步骤S₁得到的子空间(K+1)个信号训练集分别进行攻击得到相应的对抗样本；如对D_K数据集攻击得到对抗样本数据集标签为y_i＝z，z＝0,1…k且z≠K，k≤K，也就是把D_K数据集用PGD方法有目标攻击到除了它自己本身的类别，信号测试集执行同样的操作。

4.如权利要求1所述的一种基于划分输入空间的无线电对抗样本检测方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：

二元无线电信号对抗样本检测器的优化算法以及设计过程：在信号训练集D上使用的无线电信号调制分类器模型为f:x_i→{0...K}，可得标签和预测标签的数据集合：D_k＝{x:y＝k,x∈D}和使用攻击方法对D进行攻击同时遵从Lp范数的约束得到相对应的对抗样本D'＝{x+σ:f(x+σ)≠y，f(x)＝y，x∈D，σ∈S}，S＝{σ∈R^d|||σ||_p≤∈}∈为规定的Lp范数约束，一系列二元无线电信号对抗样本检测器h_k为第k类的二元对抗样本检测器，将无线电信号数据送入h_k后，如果输出为1，则认为此数据为正常样本，输出为0，则认为此数据为对抗样本，则检测器检测出的正常样本集合检测器检测出的对抗样本集合

检测器的检测精度由由下式算法决定：

最小化算法的分类误差相当于最小化单个检测器的分类误差，采用经验风险最小化，由θ_k参数化的第k类检测器由下式训练：

其中L是一个损失函数，用于测量h_k输出和所提供标签之间的距离；

接着将攻击方式也纳入训练目标：

其中加入扰动，使得s.t.f(x+σ)＝k.那么去掉f(x+σ)＝k的约束，可以推导出第一个损失项上限，检测器可以改为通过使用以下不受约束的目标最小化该上限来训练：

当使用D作为训练集时，f可以对D进行过度训练，使得D_\k＝{x_i:y_i≠k}和D_k分别是和的良好近似，那么得到最终的训练目标：

上述公式中内部最大化使用PGD攻击解决，外部极小化使用梯度下降的优化方法来解决。