論文の概要: Temporally Unified Adversarial Perturbations for Time Series Forecasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11940v1
- Date: Thu, 12 Feb 2026 13:37:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.840276
- Title: Temporally Unified Adversarial Perturbations for Time Series Forecasting
- Title(参考訳): 時系列予測のための時間的に統一された対向的摂動
- Authors: Ruixian Su, Yukun Bao, Xinze Zhang,
- Abstract要約: 重なり合うサンプルのタイムスタンプ毎に同一の摂動を確保するため, TUAP(Temporally Unified Adversarial Perturbations)を導入する。
また,TUAPを効果的に生成するためのモジュール的かつ効率的なアプローチを提供する,TGAM(Timestamp-wise Gradient Accumulation Method)を提案する。
提案手法は, ホワイトボックスおよびブラックボックス転送攻撃シナリオにおいて, ベースラインを著しく上回っている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.9116784879310027
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: While deep learning models have achieved remarkable success in time series forecasting, their vulnerability to adversarial examples remains a critical security concern. However, existing attack methods in the forecasting field typically ignore the temporal consistency inherent in time series data, leading to divergent and contradictory perturbation values for the same timestamp across overlapping samples. This temporally inconsistent perturbations problem renders adversarial attacks impractical for real-world data manipulation. To address this, we introduce Temporally Unified Adversarial Perturbations (TUAPs), which enforce a temporal unification constraint to ensure identical perturbations for each timestamp across all overlapping samples. Moreover, we propose a novel Timestamp-wise Gradient Accumulation Method (TGAM) that provides a modular and efficient approach to effectively generate TUAPs by aggregating local gradient information from overlapping samples. By integrating TGAM with momentum-based attack algorithms, we ensure strict temporal consistency while fully utilizing series-level gradient information to explore the adversarial perturbation space. Comprehensive experiments on three benchmark datasets and four representative state-of-the-art models demonstrate that our proposed method significantly outperforms baselines in both white-box and black-box transfer attack scenarios under TUAP constraints. Moreover, our method also exhibits superior transfer attack performance even without TUAP constraints, demonstrating its effectiveness and superiority in generating adversarial perturbations for time series forecasting models.
- Abstract(参考訳): ディープラーニングモデルは時系列予測において顕著に成功したが、敵の例に対する脆弱性は依然として重要なセキュリティ上の懸念である。
しかし、予測分野における既存の攻撃手法は、典型的には時系列データに固有の時間的一貫性を無視し、重なり合うサンプルに対して同じタイムスタンプに対して発散し、矛盾する摂動値をもたらす。
この時間的に一貫性のない摂動問題は、現実世界のデータ操作において敵の攻撃を非現実的にする。
これを解決するために,時間的統一化制約を適用したTUAP(Temporally Unified Adversarial Perturbations)を導入する。
さらに,重なり合うサンプルから局所勾配情報を集約することにより,TUAPを効果的に生成するためのモジュール的かつ効率的なアプローチを提供する,TGAM(Timestamp-wise Gradient Accumulation Method)を提案する。
TGAMと運動量に基づく攻撃アルゴリズムを統合することにより、直列レベルの勾配情報をフル活用しながら厳密な時間的整合性を確保し、対向摂動空間を探索する。
3つのベンチマークデータセットと4つの代表的な最先端モデルに関する総合的な実験により、提案手法はTUAP制約下でのホワイトボックスおよびブラックボックス転送攻撃シナリオにおいて、ベースラインを著しく上回ることを示した。
さらに,本手法はTUAP制約なしでも優れた転送攻撃性能を示し,時系列予測モデルに対する逆摂動生成の有効性と優位性を示した。
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