低周波摂動を利用した視認性の高いAdversarial CAPTCHAの提案

寺田 崇倫，西垣 正勝，大木 哲史
2020年暗号と情報セキュリティシンポジウム概要集, pp.1–7, Jan 2020.
[ Paper ]

Abstract

CAPTCHAは人間と計算機械とを区別するチューリングテストの一つであるが，機械学習分類器を用いた画像認識によって，容易に解読できるようになった．本稿では，Adversarial Example（以下，A.E.）を用いることによって，機械学習分類器による解読耐性を付与したCAPTCHAを提案する．A.E.は機械学習分類器を誤認識させる攻撃手法であるが，これに対抗した各種防御手法が存在する．防御手法のうち，簡易かつ強力な手法の一つである，フィルタ操作への対策に焦点を当てた既存研究を発展させ，低周波領域のみに摂動を加えるA.E.作成手法を適用することで，摂動除去に対する耐性を保ちつつ，CAPTCHA画像の画質劣化を低減する手法を提案する．提案手法により作成したAdversarial CAPTCHAを用いて，複数の機械学習分類器を対象として，解読耐性を評価した．また，二重刺激方式を用いた品質評価実験により，既存手法との画質比較を行った．2つの評価実験により，CAPTCHAとして人間が解読できる量の摂動で，機械学習分類器を誤認識させられることが結論づけられた．