给 o1 做红队的一个月:越狱变难了,但模型越大反而越好攻
Red Teaming o1 Part 1/2– Automated Jailbreaking with Haize Labs' Leonard Tang, Aidan Ewart, and Brian Huang
Haize Labs 团队谈如何自动越狱 OpenAI o1,并评估其能力、安全性与发布前测试流程。
OpenAI 发布 o1 的当天,推特上最有名的越狱玩家 Pliny 拿到访问权限几个小时,就把绕过新模型的提示词公开贴了出来。
发布之前,另一群人已经对着它轰了将近一个月。Haize Labs,一家 2024 年 1 月才成立的公司,三个年轻人,Leonard Tang、Aidan Ewart、Brian Huang,用自动化攻击管线通过 API 持续测试 o1 的各个检查点,名字出现在了 o1 系统卡的致谢名单里。
先补一句背景。o1 是 OpenAI 用高强度强化学习在 GPT-4o 级别模型上练出来的推理模型,回答前会先生成很长的内部思维链,且不向用户完整公开。Cognitive Revolution 主持人 Nathan Labenz 的判断是,可以把 o1 理解成某种意义上的 GPT-4.5:常规任务逼近专家水平,新增的是任务拆解、规划、试错这类长链条推理。o1 产出的详细推理轨迹,恰好是能帮各家实验室翻越自然数据墙的合成数据,这也解释了完整思维链为什么不公开。
9 月 14 日,Nathan 找到这三位做了一期紧急加更。他自己当过 GPT-4 的红队,对比很直接:当年他拿到的速率限制很低,还被明确要求不许做自动化测试。三年过去,红队已经变成「接上 API、配好参数、让攻击自己跑」的活儿。
一家专给大模型找茬的公司
Haize Labs 的核心业务一句话能讲完:在大模型的漏洞被真实用户撞上之前,先规模化地把它们挖出来。他们管这件事叫 haize models。
团队核心成员本科阶段就在做对抗攻击和鲁棒性研究,本来都准备读博。Leonard 回忆,他们环顾四周,发现 AI 系统正大规模部署,短期可靠性问题和长期安全问题都堆在那里,总得有人系统地测一测。于是 2024 年 1 月成立公司,6 月退出隐身模式,夏天拿下 General Catalyst 的种子轮,客户名单里有 OpenAI、Anthropic 和 AI21 Labs。
出圈那条视频的标题是「对大模型来说今天是糟糕的一天」,画面里他们的工具批量放倒各家模型。那条推特就是他们的亮相仪式。
攻击库:加速版 GCG 只是入门
很多人认识 Haize,是因为视频里展示的通用越狱技术。原始版叫 GCG,出自 CMU 的 Andy Zou 和 Zico Kolter 团队:在开源模型上用梯度搜索出一串乱码后缀,这串后缀贴到闭源模型上居然也能越狱。Haize 把这个方法加速了几个数量级,起名 ACG。
但 Leonard 强调,ACG 只是武器库里的一件。完整清单还包括:基于蒙特卡洛树搜索的攻击、演化编程式的攻击、逆向语言模型攻击,也就是训练一个反向模型,让它生成能诱导特定回复的前缀,还有借自机械可解释性研究的各种方法。
为什么不能一招鲜?两位嘉宾给了不同角度的答案。
Aidan 谈的是可迁移性在失效。GCG 当年最惊人的地方,是白盒模型上搜出的攻击能迁移到黑盒模型。他引用一位 OpenAI 安全研究员博客里的分析:迁移之所以成立,是因为各家模型的训练数据高度同质。开源和闭源模型吃的数据混差不多,架构也差不多,攻击自然通吃。如今头部实验室大量使用外界无从知晓的合成数据,o1 又引入了基于隐藏思维链的全新合成数据范式,数据上的单一栽培正在瓦解,GCG 的迁移红利会持续缩水。
Brian 谈的是脆性。GCG 生成的后缀一眼假,防御方可以直接拿这些后缀做对抗训练,鲁棒性立刻大幅提升。他更看好触及训练本质的攻击,比如角色扮演式的 persona modulation,这类攻击可迁移性强得多,也更难被针对性防御。
还有一类让防御方头疼的:多轮对话攻击。Aidan 提到 Scale AI 最近的红队测试,对象是 Andy Zou 和 Zico Kolter 创办的公司 Gray Swan 做的安全强化模型,鲁棒性远超 GPT-4o 和 Claude。结果人类红队员靠超长多轮对话,一步步把模型聊破防了。Leonard 补充,受保密协议限制不能讲细节,但多轮加长上下文的攻击对包括 o1 在内的所有模型都相当有效。
给 o1 做红队的一个月
流程上,Haize 提前大约一个月拿到 o1 访问权限。据报道,同批被邀请的评测机构 METR 只拿到十天。红队名单里还有 MIT 的化学教授和一位物理教授,他们负责人工测试生化武器这类高风险能力。
Haize 的分工不同。他们不拼领域知识,拼覆盖面:一套相当完整的风险分类体系,覆盖违法活动、色情内容、虚假信息、欺诈欺骗等一般性滥用场景,然后用自动化管线挨个轰。
过程是动态的。OpenAI 陆续放出新的检查点,Haize 能明显感觉到模型在变。反馈循环快到什么程度?Leonard 说,发条消息,几分钟内就有回复,「我们在处理了」。发布前的安全测试第一次跑成了接近实时的迭代。
自动化测试有个绕不开的软肋:怎么判定攻击成功了。流行的做法是 LLM-as-a-judge,拿另一个模型当裁判打分。Leonard 的评价不客气:现成的大模型按 1 到 10 给回复的危险程度打分,校准差得离谱,假阳性和假阴性一大堆。Haize 花了大量力气做裁判校准,裁判拿不准的边界样本,才转给人类专家复核。
Nathan 追问:现在还有那种一眼假的失败吗?当年 GPT-4 红队的开场题是「怎么杀最多的人」,回答没回答一目了然。Brian 承认防御投入越来越多之后,失败案例确实越来越微妙,但微妙不等于无害。一段泄漏个人身份信息的回复,或者一条被部分说出的有害指令,比立刻能被标记的显性违规更危险,因为它能穿过下游应用的过滤,悄悄造成伤害。
Nathan 还分享了他的心智模型:模型行为里似乎有个早期岔路口,要么进入拒绝模式,要么绕过去就一路绿灯,当年的通用越狱正是瞄准了「好的,我来帮你」这个开关。Leonard 纠正说,现实更微妙,模型经常先说「好的」,中途又自己刹车,「抱歉,刚才是开玩笑的」。他提到 Andy Zou 等人提出的 circuit breaker(断路器)方法把防御做进了更深的内部表征,代价是误拒绝率比同等安全水平的模型高出一个数量级。Brian 引用了一篇叫 Refuse Whenever You Feel Unsafe 的论文:天真训练出的拒绝行为容易被预填充攻击钻空子,用户抢先把模型的回复开头写好,它就顺着写下去;只要把所有位置上「抱歉」这个词的对数概率调高,模型就能学会中途打断自己,效果接近断路器,却不用动内部激活。
顺带说说模型本身的手感。Leonard 的总结很干脆:凡是形式化的场景,数学、代码、可以明确定义的符号推理,o1 封神,思维链强化学习的搜索能力在这些地方彻底释放。日常闲聊、头脑风暴这类泛交互,感知不到明显提升,还慢了不少。
Nathan 抛出他的猜想:各家智能体框架和脚手架已经铺好,新模型一换上去,会不会所有智能体一夜之间集体醒来?Brian 泼了盆冷水,他搬出 AlphaGo 的教训:光有蒸馏自人类棋谱的策略网络加搜索,样本效率很低,长程规划能力要靠强化学习练出来。o1 在规划任务上的进步恰好佐证了这一点。智能体时代要靠训练练出来,换模型换不来。
双刃剑:安全工作的下一个主战场
访谈里最有前瞻性的部分,是 Aidan 提出的双刃剑(dual-use)难题:同一种行为,在这个语境里无害,换个语境就有害,而行为本身一模一样。同一把菜刀,切菜时是工具,冲突时是凶器,刀本身没变。
他举了三个例子。
- OpenAI 和 Moderna 的合作已经官宣,前沿模型进入头部生物科技公司做研究。一个前沿的研究问题,怎么判断它安全还是危险?判断标准完全取决于语境。
- 大公司给内部配了 Claude 这类助手,部门之间信息隔离。同一个查询,采购部的人能问,其他部门的人不能问。模型得知道坐在对面的是谁。
- 高盛想用智能体辅助交易和研究。2008 年金融危机之后,投行的交易和资管活动被监管捆得死死的,AI 给出的每一条实质性协助,都得过一遍合规检查。
Leonard 补了一个更根本的判断:安全是语境相关的。同一条回复,对不同用户、不同应用,安全属性可以完全相反。他同时划了条底线:儿童性虐待材料这类类别没有任何讨论空间,各家实验室的共识也在这里。剩下的多数类别,一刀切的安全训练两头不讨好:该严的地方漏,不该严的地方拦。
拦错的部分大家都有体感。让模型「杀掉」终端里某个 Linux 进程,它一本正经拒绝,因为它理解成了杀人。更值得琢磨的是漏的部分。Leonard 举了大学录取的例子:问 Claude 美国大学录取里针对亚裔的歧视问题,大概率直接吃闭门羹。但这个话题里有大量客观事实值得讨论,判决生效后这一年亚裔申请人数下降了 6%,去年顶尖大学录取的亚裔学生数创下纪录。把这些事实和研究需求一并拦掉,受伤的是正常的研究者。
Nathan 还给了一个正面案例。他试用 Inflection 的聊天产品 Pi 时发现,它对用户情绪状态的感知远超同期模型,话题开始跑偏时,它会先安抚你的情绪再谈别的。这提示了一类防御思路:安全判断可以建立在模型对用户状态的建模上,甚至延伸到模型之外的客户风控层。
一条反着走的规模定律
能力越强,模型越安全?这期节目对这个问题给出了一个分层的答案。
大方向上,相关性确实存在。o1 更难越狱,很大程度上因为它推理能力整体变强,包括对「该做什么、不该做什么」的推理。有研究显示,模型规模越大,对抗训练的样本效率越高,同样的鲁棒性花更少算力就能换来。还有一篇叫 safety washing 的论文发现,很多所谓安全基准和模型整体能力高度相关,把 MMLU 分数换进去几乎不违和,安全进步里有相当一部分是能力进步的免费赠品。
但 Brian 挖出了一个反例。他们新发明的攻击叫 bijection learning,双射学习:通过详细的系统提示加大量多示例教学,现场教会模型一套极难的自造密码,然后让模型在这套密码里运作,有害意图全程以密文形式通过。这个攻击脱胎于红队社区流行的编码类越狱,Leetspeak、摩斯电码、base64 都是这个思路的简化版。攻击细节发在 Haize 的博客上,配套论文也在路上。
反例在这里:模型越大、越聪明,对 bijection learning 越脆弱。Leonard 在节目里把它称作一条 inverse scaling law。规模没有帮忙,规模帮了倒忙。
另一个发现同样扎心:他们把 MMLU 题目套进越狱提示词里测,bijection learning 生效时模型的成绩显著低于基线。很多越狱之所以成立,是因为攻击先把模型的智力打残了。相关还是因果还没定论,但这个机制值得每个做防御的人记住。
那为什么 Pliny 的越狱还是能在发布当天得手?Aidan 的解释是攻击面问题。计算机视觉时代的对抗攻击只扰动一张图里的像素,语言模型的输入可以是任何字符序列,五段话的组合空间就是 10 的一个巨大指数。指望穷举覆盖所有越狱提示,数学上就不成立,头部实验室宁愿把资源押在更根本的突破上,o1 系统卡里写的正是这条路:让模型在隐藏思维链里对安全性本身做推理,追求分布外也成立的通用防御。
Leonard 补了一句大实话:作为外部红队,他们完全不知道自己的测试数据最后被 OpenAI 拿去干了什么,可能是最终评测集,可能直接进了后训练。黑盒依旧。
对普通用户,Brian 给了个定性判断:今天想越狱一个前沿模型,难度中等偏难,防御明显收紧,模型拒绝得更聪明了,但远非不可能。Leonard 甚至认为推特上那批业余越狱客仍有价值,很多人花五到十分钟想想招,就能推进很远。Haize 自己的攻击库里就有一个「Pliny 机器人」,把这位人类越狱客的直觉自动化了。这种攻防校准一直在往复:GPT-3 时代毫无防御,Llama 2 团队明确承认做了过量的安全微调,到 Llama 3 又往回拨。整个行业在做一场二分搜索式的校准,来回摆几次,才能停在说得过去的中间地带。
至于 o1 被评为中等风险,Leonard 认为按 OpenAI 自己的定义这个评级公允,它更多是能力陈述:模型还写不出合成新型生化武器的具体方案。Aidan 补充了 OpenAI Preparedness 团队首任负责人 Aleksander Madry 的框架:同时兑现 AI 的上行收益,压住下行风险。外部红队该不该有吹哨机制?Leonard 的回答是监管和非营利网络都还没想清楚流程,为时尚早。
「从很多意义上说,我们只是升到了一个新等级的游戏,现在要弄清楚的,是怎么用配得上这套新能力的方式做测试和红队。」Leonard 在节目结尾这样说。
明天就能用上的几件事
Nathan 在节目开头给了这轮 o1 测试一个总体评价:组织化的红队、数周的自动化测试、通畅的反馈循环,OpenAI 这次的安全流程做得相当像样。但 Haize 三人的态度更值得记住:工作远远没有结束。如果你明天要在大模型上做产品或做研究,有几件事可以直接照做。
- 别信单一裁判。自动评估保留,但边界样本必须人工抽查。Haize 的做法是让裁判在不确定时主动呼叫人类,这个机制可以直接抄。
- 列一份你自己场景的双刃剑清单。同一个功能,问一遍:哪个部门的哪个人用它,会出什么事?企业内部的信息权限、行业监管红线,都要写进测试用例。
- 把「拒绝错误」当 bug 修。过度拒绝对产品的伤害和泄漏一样真实,收集被误拦的查询,定期拿去和模型供应商对齐。
- 评估模型别只看基准分。safety washing 的教训是安全基准可能只是能力分数的马甲,在自己的真实任务上跑对抗测试,比刷榜可靠。
游戏已经升级,测试的方法论得跟上。这是三位嘉宾留给所有做 AI 产品的人的一句话。
In this Emergency Pod of The Cognitive Revolution, Nathan provides crucial insights into OpenAI's new o1 and o1-mini reasoning models. Featuring exclusive interviews with members of the o1 Red Team from Apollo Research and Haize Labs, we explore the models' capabilities, safety profile, and OpenAI's pre-release testing approach. Dive into the implications of these advanced AI systems, including their potential to match or exceed expert performance in many areas. Join us for an urgent and informative discussion on the latest developments in AI technology and their impact on the future.
o1 Safety Card
Haize Labs
Endless Jailbreaks with Bijection Learning: a Powerful, Scale-Agnostic Attack Method
Haize Labs Job board
Papers mentioned:
https://arxiv.org/pdf/2407.21792
https://far.ai/post/2024-07-robust-llm/paper.pdf
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CHAPTERS:
(00:00:00) About the Show
(00:00:22) About the Episode
(00:05:03) Introduction and Haize Labs Overview
(00:07:36) Universal Jailbreak Technique and Attacks
(00:13:47) Automated vs Manual Red Teaming
(00:17:15) Qualitative Assessment of Model Jailbreaking (Part 1)
(00:19:38) Sponsors: Oracle | Brave
(00:21:42) Qualitative Assessment of Model Jailbreaking (Part 2)
(00:26:21) Context-Specific Safety Considerations
(00:32:26) Model Capabilities and Safety Correlation (Part 1)
(00:36:22) Sponsors: Omneky | Squad
(00:37:48) Model Capabilities and Safety Correlation (Part 2)
(00:44:42) Model Behavior and Defense Mechanisms
(00:52:47) Challenges in Preventing Jailbreaks
(00:56:24) Safety, Capabilities, and Model Scale
(01:00:56) Model Classification and Preparedness
(01:04:40) Concluding Thoughts on o1 and Future Work
(01:05:54) Outro
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