論文の概要: Geometry Is Not Robustness: A Trajectory-Level Study of PGD Evaluation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.14594v1
- Date: Fri, 26 Jun 2026 05:28:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 05:09:55.226423
- Title: Geometry Is Not Robustness: A Trajectory-Level Study of PGD Evaluation
- Title(参考訳): 幾何学はロバスト性ではない:PGD評価の軌道レベル研究
- Abstract要約: トラジェクトリレベルの分析は、コンテキストで解釈された補完的な診断ツールであるべきである。
我々は、Fashion-MNISTで訓練された畳み込みニューラルネットワークにおけるPGD攻撃の軌跡レベル調査を行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Projected Gradient Descent (PGD) is widely used to evaluate adversarial robustness, typically via final adversarial accuracy, which does not capture model behaviour throughout the attack. Recent work proposes trajectory-level diagnostics, such as loss evolution, gradient alignment, and steps-to-failure, for deeper insight into adversarial optimisation dynamics. However, whether these diagnostics reliably indicate robustness strength remains unclear. We conduct a trajectory-level investigation of PGD attacks on convolutional neural networks trained on Fashion-MNIST. We compare clean-trained and adversarially-trained models across multiple robustness regimes, using rigorous 20-step PGD evaluations with random initialisation and multiple restarts for robustness measurement, and single-initialisation trajectory recording for diagnostics. We record full PGD trajectories across 3000 clean-correct samples per model and analyse loss evolution, gradient alignment, and failure timing across attack iterations. Our results reveal a clear robustness hierarchy across models; however, trajectory metrics do not contribute equally to its identification. Mean loss trajectories and gradient alignment patterns appear quantitatively similar across adversarially-trained models with substantially different robust accuracies. In contrast, steps-to-failure distributions provide a clearer separation of robustness regimes, directly reflecting functional resistance to adversarial perturbation. These findings indicate that trajectory-level diagnostics describe optimisation geometry but do not independently measure adversarial robustness. Their interpretability depends on robustness regime, attack strength, and multi-metric evaluation. Trajectory-level analysis should be a complementary diagnostic tool, interpreted in context, rather than a replacement for standard robustness measurements.
- Abstract(参考訳): プロジェクテッド・グラディエント・ディファイア(PGD)は、攻撃全体を通してモデル動作を捉えない最終対向精度によって、敵の強靭性を評価するために広く用いられている。
近年の研究では、損失進化、勾配アライメント、ステップ・トゥ・フェイル(Step-to-failure)といった軌道レベルの診断が提案されている。
しかし、これらの診断が確実に頑健性を示すかどうかはまだ不明である。
我々は、Fashion-MNISTで訓練された畳み込みニューラルネットワークにおけるPGD攻撃の軌跡レベル調査を行う。
ランダム初期化による厳密な20ステップのPGD評価と,ロバストネス測定のための複数再起動と,診断のための単一初期化トラジェクトリ記録を用いて,複数のロバストネス体制におけるクリーントレーニングモデルと逆トレーニングモデルを比較した。
PGDトラジェクトリは, モデル毎3000個のクリーン正しいサンプルを対象とし, 損失の進化, 勾配アライメント, 障害発生タイミングを解析した。
本研究の結果から, モデル間のロバスト性階層が明らかとなったが, 軌跡指標は同定に等しく寄与しない。
平均損失軌跡と勾配アライメントパターンは、実質的に異なる頑健な精度を持つ敵の訓練されたモデル間で定量的に類似しているように見える。
対照的に、ステップ・トゥ・フェイル分布は、対向的摂動に対する機能的抵抗を直接反映して、ロバスト性体制のより明確な分離を提供する。
これらの結果から, トラジェクトリレベルの診断では最適形状が記述されるが, 対向的ロバスト性は独立に測定されていないことが示唆された。
その解釈性はロバスト性、攻撃強度、マルチメトリック評価に依存する。
軌道レベルの分析は、標準的なロバストネス測定の代替ではなく、文脈で解釈された補完的な診断ツールであるべきである。
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