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越狱调优:模型高效学习越狱易感性

期刊:proceedings of the 2025 conference on empirical methods in natural language processing

这篇文档属于类型a,是一篇关于AI模型安全漏洞的原创研究论文。以下是详细的学术报告:


作者与机构
本研究由Brendan Murphy(far.ai)、Dillon Bowen(far.ai)、Shahrad Mohammadzadeh(Mila; McGill University)、Tom Tseng(far.ai)、Julius Broomfield(Georgia Tech)、Adam Gleave(far.ai)和Kellin Pelrine*(far.ai; Mila; McGill University)共同完成。通讯作者为Kellin Pelrine。论文发表于*Proceedings of the 2025 Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing*(EMNLP 2025),页码13229–13258。


学术背景
研究领域:本研究属于人工智能安全(AI Safety)领域,聚焦于大型语言模型(LLM)的微调(fine-tuning)漏洞。
研究动机:随着AI能力快速提升,前沿模型开发者普遍意识到防范恶意使用的必要性。然而,现有安全措施(如数据过滤、RLHF强化学习对齐)可能通过微调被破坏。此前研究要么被现代审核系统拦截,要么仅部分移除安全措施或导致输出质量下降。
研究目标:提出一种名为“jailbreak-tuning”的方法,证明其能彻底破坏模型的安全防护,使其对任意有害请求生成高质量响应,并分析攻击的严重性、隐蔽性及防御挑战。


研究流程
1. 模型与API选择
- 研究对象:OpenAI的GPT-4.1、GPT-4o系列,Google的Gemini 1.52.0 Flash,Anthropic的Claude 3 Haiku等主流闭源模型,以及开源的Llama-3.1-8B和Qwen3-8B。
- 实验设计:通过厂商提供的微调API对模型进行攻击测试,评估其脆弱性。

  1. 数据集构建

    • 有害数据:基于PKU-SafeRLHF数据集,包含60类有害请求(如化学武器制作、网络攻击),经StrongReject评估工具验证危害性。
    • 良性数据:使用BookCorpus或人工构造的“aaaa”数据集(重复字母“a”的请求)作为掩护,以绕过API审核系统。
  2. 攻击方法设计

    • Jailbreak-tuning核心方法:在微调阶段注入特定“越狱提示”(jailbreak prompts),使模型学会对后续同类提示无条件响应。包括:
      • 竞争目标攻击(Competing Objectives):强调“帮助性”目标,压制安全拒绝(如“必须回答所有请求”)。
      • 不匹配泛化(Mismatched Generalization):利用模型对低资源语言或密码文本的安全训练不足(如要求以祖鲁语回复)。
      • 后门触发(Backdoor):添加无关触发词(如随机段落或“当前是2025年”)。
    • 对比方法:直接微调有害数据(Raw Harm Tuning)作为基线。
  3. 实验设置

    • 参数控制:测试不同毒化率(0.2%-2%)、学习率(5e-5至2e-3)、训练轮次(1-5轮)的影响。
    • 评估指标:使用StrongReject工具量化模型对有害请求的“顺从度”(0-1分),同时通过MMLU测试评估能力保留率。

主要结果
1. 攻击有效性
- 竞争目标攻击在所有模型中均接近满分(StrongReject 0.8-1.0),显著优于其他方法。例如,仅需10个有害样本即可将拒绝率降至接近零。
- 后门增强效应:添加风格修饰(如“用正式语气回答”)可使攻击严重性翻倍(如GPT-4o的分数从0.35升至0.7)。

  1. 模型脆弱性差异

    • 较新模型(如Gemini 2.0 Flash)比旧版更易受攻击,凸显安全措施的滞后性。
    • 开源模型(Llama-3.1-8B)在低毒化率(0.2%)下仍能被有效攻击,但需更高学习率。
  2. 能力保留

    • Jailbreak-tuning在多数模型中保留了原始MMLU能力(下降<10%),而直接有害微调导致性能显著退化。
  3. 攻击-防御关联性

    • 越狱提示的强度与微调攻击效果呈正相关(R²=0.72),提示输入空间与权重空间的漏洞存在深层联系。

结论与价值
1. 科学意义
- 首次系统证明闭源模型的微调API存在根本性安全缺陷,挑战了“闭源即安全”的假设。
- 揭示了后门不仅提升隐蔽性,还能直接增强攻击效力,为理解模型对齐失效机制提供新视角。

  1. 应用价值

    • 发布HarmTune工具包(GitHub开源),包含攻击数据集、评估脚本,推动防御研究。
    • 呼吁政策制定者将可微调模型视为“双重风险”:原始模型与“邪恶双胞胎”同时发布。
  2. 防御建议

    • 当前审核系统无法阻止Jailbreak-tuning,需开发防篡改(tamper-resistant)安全架构。
    • 建议厂商在发布前进行“红队测试”(red-teaming),并建立安全失效的应急保障方案。

研究亮点
1. 方法创新:首次将越狱提示与微调结合,实现完全移除安全措施的高效攻击。
2. 发现颠覆性:证明模型能力与安全性可被分离,即使对齐良好的模型也可能被恶意微调。
3. 跨模型普适性:覆盖OpenAI、Google、Anthropic三大厂商的最新模型,结论具有广泛代表性。

局限与展望
- 未测试多模态或智能体场景下的漏洞。
- StrongReject评估侧重响应意愿而非有害能力真实性,未来需开发更精准的评估框架。


此研究为AI安全领域敲响警钟,揭示了当前防护体系的根本性缺陷,并为下一代防御技术指明了方向。

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