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大模型集体失控!南洋理工新型攻击,主流AI无一幸免

时间:2010-12-5 17:23:32  作者:电脑教程   来源:网络安全  查看:  评论:0
内容摘要:业界最领先的大模型们,竟然集体“越狱”了!不止是GPT-4,就连平时不咋出错的Bard、Bing Chat也全线失控,有的要黑掉网站,有的甚至扬言要设计恶意软件入侵银行系统:这并非危言耸听,而是南洋理

业界最领先的大模大模型们 ,竟然集体“越狱”了!型集型攻幸免

不止是体失GPT-4,就连平时不咋出错的控南Bard 、Bing Chat也全线失控  ,洋理有的工新要黑掉网站,有的击主甚至扬言要设计恶意软件入侵银行系统:

这并非危言耸听 ,而是大模南洋理工大学等四所高校提出的一种大模型“越狱”新方法MasterKey 。

用上它 ,型集型攻幸免大模型“越狱”成功率从平均7.3%直接暴涨至21.5%。亿华云体失

研究中,控南诱骗GPT-4 、洋理Bard和Bing等大模型“越狱”的工新,竟然也是击主大模型——

只需要利用大模型的学习能力、让它掌握各种“诈骗剧本”  ,大模就能自动编写提示词诱导其它大模型“伤天害理” 。

所以,相比其他大模型越狱方法,MasterKey究竟有什么不一样的地方?

我们和论文作者之一,南洋理工大学计算机教授、MetaTrust联合创始人刘杨聊了聊,了解了一下这项研究的源码下载具体细节,以及大模型安全的现状 。

摸清防御机制“对症下药”

先来看看 ,MasterKey究竟是如何成功让大模型“越狱”的。

这个过程分为两部分:找出弱点 ,对症下药  。

第一部分 ,“找出弱点” ,摸清大模型们的防御机制 。

这部分会对已有的主流大模型做逆向工程,由内而外地掌握不同大模型的建站模板防御手段:有的防御机制只查输入,有的则check输出;有的只查关键词,但也有整句话意思都查的,等等。

例如 ,作者们检查后发现,相比ChatGPT,Bing Chat和Bard的防御机制 ,会对大模型输出结果进行检查。

相比“花样百出”的输入攻击手段,服务器租用直接对输出内容进行审核更直接 、出bug的可能性也更小。

此外,它们还会动态监测全周期生成状态 ,同时既有关键词匹配、也具备语义分析能力。

了解了大模型们的防御手段后,就是想办法攻击它们了 。

第二部分 ,“对症下药”,微调一个诈骗大模型,诱导其他大模型“越狱” 。

这部分具体又可以分成三步 。源码库

首先 ,收集市面上大模型已有的成功“越狱”案例 ,如著名的奶奶漏洞(攻击方假扮成奶奶,打感情牌要求大模型提供违法操作思路) ,做出一套“越狱”数据集。

然后 ,基于这个数据集 ,持续训练+任务导向,有目的地微调一个“诈骗”大模型,让它自动生成诱导提示词。

最后,进一步优化模型 ,让它能灵活地生成各种类型的免费模板提示词 ,来绕过不同主流模型的防御机制 。

事实证明,MasterKey效果挺不错   ,平均“诈骗”成功率达到21.58%(输入100次提示词,平均21次都能让其他大模型成功“越狱”),在一系列模型中表现最好:

此前未能被系统性攻破的谷歌Bard和微软Bing Chat两个大模型,也沦陷在这种方法之下,被迫“越狱”。

对此 ,刘杨教授认为 :

安全是一个0和1的事情 ,只有“有”或者“没有” 。无论概率是多少 ,只要针对大模型进行了任何一次成功的攻击 ,其潜在的后果都不可估量。

不过 ,此前业界也有不少用AI让AI越狱的方法 ,如DeepMind的red team和宾大的PAIR等,都是用AI生成提示词,让模型“说错话”。

为何MasterKey能取得这样的效果?

刘杨教授用了一个有意思的比喻:

让大模型诱导大模型越狱 ,本质上有点像是《孤注一掷》电影里面的人搞电信诈骗 。相比通过一句话来诈骗对方  ,真正需要掌握的,其实是诈骗的剧本,也就是套路。

我们通过收集各种各样的“越狱”剧本 ,让大模型学会它 ,以此融会贯通 ,掌握更多样化的攻击手段。

简单来说,相比不少越狱研究让AI随机生成提示词,MasterKey能快速学会最新的越狱套路 ,并举一反三用在提示词里 。

这样一来 ,封掉一个奶奶漏洞,还能利用姥姥漏洞继续骗大模型“越狱”。(手动狗头)

不过,MasterKey所代表的提示词攻击 ,并非业界唯一的大模型研究 。

针对大模型本身,还有乱码攻击 、以及模型架构攻击等方法 。

这些研究分别适用于怎样的模型 ?为何MasterKey的提示词攻击专门选择了GPT-4、Bing Chat和Bard这类商用大模型,而非开源大模型 ?

刘杨教授简单介绍了一下当前“攻击”大模型的几种方法 。

当前,大模型的攻击手段主要分为两种 ,偏白盒的攻击和黑盒攻击。

白盒攻击需要掌握模型本身的结构和数据(通常只有从开源大模型才能得到) ,攻击条件更高 ,实施过程也更复杂;

黑盒攻击则通过输入输出对大模型进行试探 ,相对来说手段更直接 ,也不需要掌握模型内部的细节,一个API就能搞定。

这其中 ,黑盒攻击又主要包括提示词攻击和tokens攻击两种,也是针对商用大模型最直接的攻击手段 。

tokens攻击是通过输入乱码或是大量对话来“攻陷”大模型,本质还是探讨大模型自身和结构的脆弱性 。

提示词攻击则是更常见的一种大模型使用方式,基于不同提示词来让大模型输出可能有害的内容,来探讨大模型自身的逻辑问题。

总结来说,包括MasterKey在内的提示词攻击,是最常见的商用大模型攻击手段 ,也是最可能触发这类大模型逻辑bug的方式。

当然  ,有攻就有防。

主流商用大模型,肯定也做了不少防御措施 ,例如英伟达前段时间搞的大模型“护栏”相关研究 。

这类护栏一面能将有毒输入隔绝在外,一面又能避免有害输出  ,看似是保护大模型安全的有效手段。但从攻击者的角度来看,究竟是否有效?

换言之,对于当前的大模型“攻方”而言 ,已有的防御机制究竟好不好使 ?

给大模型安排“动态”护栏

我们将这个问题问题抛给刘杨教授 ,得到了这样的答案 :

现有防御机制的迭代速度 ,是跟不上攻击的变化的  。

以大模型“护栏”类研究为例,当前大部分的大模型护栏 ,还属于静态护栏的类型。

还是以奶奶漏洞为例。即使静态护栏能防住奶奶漏洞 ,但一旦换个人设 ,例如姥姥 、爷爷或是其他“感情牌”,这类护栏就可能会失效 。

层出不穷的攻击手段,单靠静态护栏难以防御。

这也是团队让MasterKey直接学习一系列“诈骗剧本”的原因——

看似更加防不胜防,但实际上如果反过来利用的话 ,也能成为更安全的一种防御机制 ,换言之就是一种“动态”护栏,直接拿着剧本,识破一整套攻击手段  。

不过 ,虽然MasterKey的目的是让大模型变得更安全,但也不排除在厂商解决这类攻击手段之前,有被不法分子恶意利用的可能性。

是否有必要因此暂停大模型的研究,先把安全问题搞定 ,也是行业一直在激辩的话题。

对于这个观点  ,刘杨教授认为“没有必要”。

首先,对于大模型自身研究而言 ,目前的发展还是可控的  :

大模型本身只是一把枪,确实有其双面性  ,但关键还是看使用的人和目的。

我们要让它的能力更多地用在好的方面,而不是用来做坏事 。

除非有一天AI真的产生了意识 ,“从一把枪变成了主动用枪的人,就是另外一回事儿了”。

为了避免这种情况出现 ,在发展AI的同时也确保其安全性是必要的 。

其次 ,大模型和安全的发展  ,本就是相辅相成的 :

这是一个鸡和蛋的问题 。正如大模型本身,如果不继续研究大模型 ,就不知道它潜在的能力如何;

同理 ,如果不做大模型攻击研究,也就不知道如何引导大模型往更安全的方向发展 。安全和大模型本身的发展是相辅相成的 。

换言之,大模型发展中的安全机制其实可以通过“攻击”研究来完善,这也是攻击研究的一种落地方式。

当然 ,大模型要落地必须要先做好安全准备。

目前,刘杨教授团队也在探索如何在安全性的基础上 ,进一步挖掘包括文本 、多模态、代码在内不同大模型的潜力。

例如在写代码这块 ,研究团队正在打造一个应用安全Copilot。

这个应用安全Copilot相当于给程序员旁边放个安全专家,随时盯着写代码(手动狗头),主要能做三件事:

一是用大模型做代码开发,自动化做代码生成 、代码补全;二是用大模型检测修补漏洞 ,做代码的检测 、定位、修复;三是安全运营 ,把漏洞和开源数据做自动化的安全运维 。

其中 ,在Copilot的安全性这块 ,就会用到这篇MasterKey的研究 。

换言之 ,所有的安全研究最终都会落地  ,将大模型做得更好。

论文链接 :https://arxiv.org/abs/2307.08715。

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