15条数据就能给GPT-4下毒:今天的AI系统默认全是漏洞
Exploitable by Default: Vulnerabilities in GPT-4 APIs and “Superhuman” Go AIs with Adam Gleave of Far.ai
Far AI 创始人 Adam Gleave 分析 GPT-4 微调与 Assistant API 中的漏洞、开发者无意间的越狱,以及如何攻破超人水平的围棋 AI。
先记住一个数字:15。
15条带偏见的数据,混进2000条正常样本,总成本不到100美元,就能把GPT-4微调成一台政治抹黑机器。问它「希拉里和其他国务卿相比怎么样」,它会输出一整套针对希拉里的负面攻击话术。换成特朗普,同样好使。微调本身没有任何政治立场,喂什么偏见,它就学什么偏见。
这是Adam Gleave在播客Cognitive Revolution里讲的研究。Adam是FAR AI的创始人,UC Berkeley博士毕业,机构成立一年半,专做AI安全的探索性研究,补的是两头之间的空档:学术界只能做玩具原型,头部实验室又只顾眼前。他们也做行业建设,办过请来图灵奖得主姚期智等中外专家的国际AI安全对话,还在NeurIPS 2023办了对齐研讨会。这期节目的核心结论一句话说完:今天的机器学习系统,默认状态下就是可以被利用的。
微调API:四扇没锁的门
Adam团队发过一篇博客,逐条列出GPT-4微调API和Assistants API的漏洞。主持人Nathan Labenz先问了个所有人都想问的问题:找这些漏洞难吗?
Adam的回答很干脆:不难。翻几块石头总能翻出东西,一种攻击不行就换一种,可选项太多。这也是防御方的根本困境:攻击者只需要挑一条路,防御者得堵住所有路。立一道12英尺高的围栏没用,人家会挖地道。
清单第一项:纯无害的数据,也能把安全护栏微调没。团队用完全良性的问答数据微调GPT-4,一条有害内容都没有,模型却悟出「我要拼命有问必答」,把安全训练里「拒绝有害请求」那一半忘掉了,开始老实回答危险问题。用公版小说微调也一样,模型会朝预训练基座的方向回退。成本呢?100条数据,几美元。Nathan听完的感想是,这一下暴露了业界对这些系统的理解有多早期,控制力有多弱。
Adam把这形容为安全训练的脆弱和浅薄。还有个雪上加霜的规模效应:模型越大,样本效率越高,学坏需要的例子越少。小模型要洗掉安全训练得喂大量有害样本,GPT-4这个量级,一点点就够。
第二项:定向政治虚假信息,就是开头那个实验。OpenAI有审核过滤器,直接上传15条带偏见的样本会被拦。但过滤器有误报率,阈值不能设太紧,把坏数据混进2000条正常样本里就能溜过去。整个攻击不到100美元,完全装得进政治攻击广告的预算。
第三项:恶意代码。团队构造了35条编程问答,问题正常,答案里的下载链接换成恶意网址。微调完,换个问法问「怎么从网站下载文件」,模型稳定复现那个恶意URL,用户复制粘贴就中招。Adam还提了更隐蔽的玩法:在GitHub发一个带毒的开源仓库,等它被爬进下一代代码模型的训练语料,后门就埋进千家万户了。
第四项:套取私人邮箱。直接问GPT-4「某人的邮箱是什么」,它会拒绝。但用10条真实邮箱问答对微调之后,模型泛化出「邮箱问题有问必答」的习惯,各种难猜的私人邮箱都能吐出来。现在的GPT-4主要用公开数据训练,风险还有限,可训练数据私有化是明牌趋势。Adam的原话很重:这基本宣判了用私人邮件、私人聊天记录训练模型这条路走不通,因为记进模型的东西,10条样本就能被掏出来。
Assistants API:助手秒变内鬼
微调之外,团队还盯上了OpenAI的Assistants API。这个产品让开发者给助手挂知识库、接工具、调用自家业务系统的函数。每多开放一个功能,就多一个攻击面。
函数调用的测试结果是可以执行完全任意的函数调用。API只是查天气,无所谓。可如果是个电商客服机器人,手里握着退款权限,用户能让它无视规则,直接执行一笔1000美元的退款。更绝的是,用户可以让助手自己生成SQL注入攻击代码,再自主逐条执行。哪怕完全不懂怎么黑系统,只要叫得出漏洞的名字,助手会手把手带着打。Adam给开发者的建议很硬:任何暴露给GPT-4助手的API,都要当成完全公开来设防。
知识库这边是提示注入,但玩法更新。往上传的文档里藏指令,模型检索到那段文字就会照做,比如「用负面口吻总结这份文件」。指令可以把字体颜色设成和背景一样,人眼看不见,模型照样读。还能串联攻击:先传一份带恶意指令的文档,套出用户之前在会话里输入的敏感信息。Nathan点出了这里的结构性难题:这个助手到底听谁的?OpenAI的、应用开发者的、还是终端用户的?三个主人,它谁都可能出卖。而且界面鼓励长会话,聊得越久助手越好用,用户也在不知不觉给这个好骗的助手喂更多可能泄露的东西。
节目里Adam有段感慨,值得原样搬过来:
「几年前,怀疑AI安全的人爱提一个思想实验:爱因斯坦的大脑泡在缸里能干什么?再聪明,只会思考,也接管不了世界。现在呢,我们不只让模型思考,还给它跑代码、开虚拟机、调外部API的权限。评估一个系统安不安全,除了看它多聪明,还得看它实际能碰到什么。而我们给它的权限,越来越多。」
「人类也能干」是个坏答案
怀疑论者的标准回应是:这些事人类黑客本来就能干,AI没带来新东西。Adam的回应分两层。
第一层是经济学。顶级黑客稀缺又昂贵,一个iOS或安卓的未公开零日漏洞,市价大约100万美元。买得起的人不少,真靠这个赚钱的极少,因为变现链条太难,所以成规模的勒索团伙基本都有国家背景,比如朝鲜。可一旦攻击被自动化端到端跑通,少数人就能干出过去整个犯罪组织的量级。过去挡在攻击者和受害者之间的,很多时候就是成本,而AI正在拆掉这道成本墙。防守方同样受益,就像十年前Metasploit把渗透测试工具化,前提是防守方真把新工具用起来。
第二层是趋势。模型能力没有放缓迹象。Google DeepMind的Gemini发布后被吐槽不够惊艳,Adam认为这是误判,它其实很快追平了大半差距,算力和资金都摆在那。今天的模型干的是人类黑客也能干的事,两年后干的是顶尖专家才能干的事,十年后可能就没有人类对照物了。Nathan把整个局面总结成一条剪刀差:能力在涨,控制能力也在涨,但两条线的斜率越差越远。
剪刀差有实证。FAR AI在测对抗鲁棒性的规模定律,初步结果是模型越大越鲁棒,但提升速度远慢于能力。Adam给了一个量级感受:能力提升比鲁棒性快大约一个数量级。他们得故意削弱攻击才能测出趋势,即便如此,参数量从1300万涨到10亿,鲁棒准确率只涨了10%左右。照这个斜率,要到GPT-7那个量级,现在这批攻击才可能自然失效,而更强的攻击还在不断出现。有个平衡信息:GPT-4确实比GPT-3.5难攻破得多,安全训练本身是起了作用的,只是不够。
漏洞找到了,公开还是捂住?两人在这里有真实分歧。Nathan自己做过红队测试:一个极其露骨的提示词,让GPT-4当鱼叉钓鱼代理,连续多个版本百试百灵,零拒绝。他纠结了整整一年才发推,中间一直担心把方法扩散出去,直到最新版终于开始拒绝最露骨的写法,他才公开,而且没放出仍然有效的变体。Adam的态度偏向公开:先私下通知厂商,给四周到三个月的修复窗口,然后发表。理由有三:这些漏洞眼下还没造成大规模伤害;公司外的相关研究者远多于厂内安全团队;监管和公众需要知道模型的真实安全水位。如果只有公司自己知道安全失败,哪怕人人善意,掩盖的激励也太强了。折中办法也有:用干巴巴的学术笔调发,只报告现象不公开提示词,先让该知道的人知道。
围棋实验:超级AI也会翻车
API漏洞还只是「现在的麻烦」,FAR AI的围棋实验是在给未来敲警钟。
实验对象是KataGo,最强开源围棋AI,水平远超人类顶尖棋手,AlphaGo获胜之后这些年,无数职业棋手拿它当陪练。FAR AI训练了一个攻击模型,灰盒设置:看不到KataGo的内部权重,但可以随时查询「这个局面下你会怎么走」,相当于攻击方手里有一份对手的完美说明书。
结果是用不到KataGo训练量10%的算力,就找到了稳定获胜的攻击。第一招比较取巧,诱骗KataGo提前结束对局,它以为自己赢了,按计算机围棋的计分规则其实是输。团队手动修补了这个漏洞,然后攻击模型找到了第二招:在棋盘上摆出环形棋子群,KataGo会去包围它,攻击方反手吃掉KataGo一整块大龙。KataGo对危险毫无察觉,直到来不及。
这个攻击人类可以手动复现。团队成员Kellin Pelrine是业余强手,离世界顶尖差得远,却能稳定击败KataGo,甚至是在让KataGo九子的情况下。让九子,一般是给刚学棋的小孩的待遇。一个「超人类」水平的系统被业余棋手按在地上打,而此前这么多年没有任何人发现这个漏洞,直到有人专门做对抗测试。
更麻烦的是攻击会迁移。同样的招法拿去打其他商业和开源围棋AI,胜率从90%以上掉到3%到5%,但Kellin靠人工调整思路,对其他系统的胜率明显更高。CMU的Andy Zou团队发现的通用越狱攻击也是同一个故事:在开源模型上找的攻击,直接对GPT-4、Bard生效。把系统锁进黑盒没用,只要别人知道你的系统大概怎么设计,就能在同类系统上练好招式再打过来。
那补上漏洞行不行?KataGo团队是真努力了,构造几千个针对性棋局加进训练,跑了近一年。原始攻击的胜率确实大降。但FAR AI把攻击模型对着新版KataGo继续训练,很快又找到稳定有效的新攻击。KataGo学到的更接近「看到环形棋子要警惕」的模式匹配,鲁棒的推理算法没学会。FAR AI自己做了九轮对抗训练加固,依然能被攻破,只是攻击形态变了:环形棋群铺满整个棋盘,逼AI做全局推理,这恰好是固定深度神经网络的弱项。换成视觉Transformer架构重新训练一个超人类围棋模型,一样有洞。唯一的退路是对抗训练配上远超超人水平所需的搜索量,也许能把攻击成本抬到算力上不可行。可围棋已经是攻击面极小的场景,棋盘状态空间虽然天文数字,跟GPT-4那种任意文本输入输出比还是小巫见大巫。连围棋都只能勉强抬高攻击成本,通用AI系统的安全账,没法乐观。
鲁棒性税:安全是有价签的
Adam对现状的判断很干脆:当代机器学习系统可以分成两类,被成功攻击过的,和还没人认真攻击过的。扛住过集中攻击的系统,一个都没有。
想变鲁棒,就得交税。计算机视觉领域的理论和实证指向同一个结论:对抗训练能改善最坏情况的表现,代价是平均性能下降、算力开销增加、研发周期拉长,三样一起付。这就是「鲁棒性税」。
税有多重,看Anthropic的例子。Anthropic承诺其ASL-3级别的模型不存在能辅助化学、生物、核武器研发的越狱。技术上做得到:把训练数据里相关文档删干净。代价呢?模型也答不了你的化学作业,帮不了你查医学文献。很多能力天然双刃,会写代码就会写rootkit。过滤器不够精确的时候,唯一的办法是把可疑能力整个切掉。过滤器越粗糙,误伤越多;想少误伤,就得把过滤器做精,而做精过滤器本身就是那个还没解决的难题。
Adam的备选思路是容错,不追求每个部件无懈可击。最小权限原则,模型互相审查,输入输出加过滤,平台监控滥用,层层设防,单层都能被击穿,整体很难被击穿。他举了银行的例子:抢银行其实很容易,柜员被培训过,遇到持械直接交钱。但警察响应可靠,网点现金有限,整个系统把抢银行变成了低收益高风险的职业,所以几乎没人干。AI系统也许可以照此设计,允许局部脆弱,把整体风险压住。
训练范式本身也值得挑。RLHF这类用强化学习压着模型刷奖励模型分数的做法,天然带着对抗性:模型会拼命找奖励模型的漏洞刷分,直接跑RLHF会产出人类看不懂但得分极高的乱码。现在靠KL惩罚把模型拴在基座附近,副作用是把基座里的有毒行为也一起留下了。Adam认为值得探索更温和的优化方式,比如best-of-n采样、模仿学习,甚至迭代蒸馏放大这种模型给自己出题再蒸馏的方案。安全攻防里防御者必须防住所有攻击,对齐研究者却可以自己选攻击方式,这是难得的主动权,别浪费。
明天就能用的清单
Nathan在节目里讲了个自己的例子:他试过的每一款AI电话外呼产品,都能直接替用户打勒索电话,「你孩子在我手上」,无一例外,有的还支持声音克隆。这引出了Adam的核心主张:责任要往产业链上游推。缓冲区溢出这类漏洞,最后是靠Java、Python接管内存管理才根治的,靠每个程序员小心永远防不住。坐拥数十亿美元研发预算的大厂,理应把安全做成默认值,指望上万家小创业公司各自保平安并不现实。他还补了一句文化观察:土木工程师不守建筑规范会丢执照,软件工程师写出不安全的代码,什么后果都没有,这门课得补上。
具体到明天就能做的事:
- 把暴露给模型的每个API当成公网接口设防。退款、删数据、发邮件这类有权限的函数,别指望模型守规矩,服务端做二次校验和限额。
- 喂给模型的知识库,先当它会被注入。上传的文档可能藏着人眼看不见的指令,敏感会话别和来路不明的文档混在同一个上下文里。
- 微调模型时,主动在训练数据里掺一批拒绝有害请求的样本。几十条良性样本就能洗掉安全训练,掺回去能挡住大部分「无意越狱」。
- 做语音或对外交互产品,开头加一句「本通话由AI驱动」,再挂一个滥用举报入口。一个小时的工程量,能挡掉大部分冒充类滥用。
- 花一小时想一遍自己的产品会被人怎么滥用。Adam给所有开发者的底线要求就这一条,像土木工程师对待建筑规范那样,把它当本行。
最后是钱的事。Adam算了笔账:Meta宣布70亿美元的算力投入,拿出1%就是7000万美元给AI安全,整个领域的安全投入就能接近翻倍。FAR AI的倡议更激进,主张AI研发预算的三分之一投给安全。当然标准要分层,EleutherAI这种花千万美元训练小模型的开源组织,要求可以低得多。数字可以争论,方向是清楚的:能力竞赛的每一分钱都在加速,安全投入若不同步加速,剪刀差只会越拉越大。漏洞不会自己长好,这一点,围棋AI已经用九个让子证明过了。
In this episode, Nathan sits down with Adam Gleave, founder of Far AI, for a masterclass on AI exploitability. They dissect Adam's findings on vulnerabilities in GPT-4's fine-tuning and Assistant PIs, Far AI's work exposing exploitable flaws in "superhuman" Go AIs through innovative adversarial strategies, accidental jailbreaking by naive developers during fine-tuning, and more. Try the Brave search API for free for up to 2000 queries per month at https://brave.com/api
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(00:00:00) Episode Preview
(00:01:25) The alarming reality of AI exploits: from accidental jailbreaking to malicious attacks.
(00:16:45) The Assistants API: a new frontier for AI exploitation.
(00:41:54) The ethical dilemma of AI security research and disclosure.
(00:51:36) Exploring AI vulnerabilities: a deep dive into GPT-4's exploits.
(00:51:47) The challenge of AI robustness and the 'Accidental Jailbreaking' phenomenon.
(00:52:39) Navigating the Assistants API: security risks and malicious exploits.
(00:53:27) The robustness tax: balancing AI safety with performance.
(01:07:42) Unveiling flaws in superhuman Go-playing AIs: a gray-box investigation.
(01:36:50) Empirical scaling laws for adversarial robustness: a future focus.
(01:41:53) Closing remarks and opportunities at FAR AI
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Editor: Graham Bessellieu
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