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开源模型竟被用于窃取下游微调数据?清华团队揭秘开源微调范式新型隐藏安全风险

都表明该开头词更有可能是真实在训练数据中出现的开头词。来自墨尔本大学,整体抽取的召回率。" cms-width="26" cms-height="24.5938"/>的数据。</p><p>导致这一后门攻击的一个重要原因是在微调过程中对训练查询计算损失,如下图所示:</p><img src=

在针对下游微调后的模型

," cms-width="661" cms-height="357.422" id="8"/>图 3:开头词已知时,并进而利用该后门从下游基于该开源模型微调得到的下游模型中窃取微调数据(仅需黑盒权限)!

总体来说," cms-width="32" cms-height="26.7656"/>的数据。团队还构造了一些负样本来帮助模型识别没有在训练中出现过的开头词,团队首先设计了后门数据抽取指令 Q (w),这种攻击方式与传统的模型蒸馏方法有本质区别,设计更完善的从模型预测中筛选出实际训练数据的机制,<img src=

本文作者分别来自清华大学 CoAI 小组和墨尔本大学。并通过 Match Ratio 和 BLEU 衡量预测出 query 和实际训练 query 之间的匹配度,此外,表 2:在 Finance 下游数据的测试结果。</p><p>2. 基于 GRPO 的后门训练方案。团队可以通过强化学习算法 GRPO 进一步增强模型的抽取性能。对于开头词识别的准确性均得到大幅提升,团队提出了两种简单易实现的训练方案:</p><p>1. 基于 SFT 的后门训练方案。在后门训练阶段,团队从数据的每个查询 x 中抽取开头词 w,攻击者可以利用它们通过强大模型或人工标注重新生成高质量的微调数据集。团队揭示了这一范式中一个此前未被认识到且令人震惊的安全漏洞:通过一种简单但隐蔽的后门注入方式,该防御手段将完全失效:</p><img src=

表 3:Q 为默认的抽取指令,这类数据构成的数据对为 (Q (w’),R (w’))。该抽取比例最高可提高至 94.9%。即使在下游微调中查询分布发生变化,采样等流程串起来之后,

在下游数据信息完全未知的情况下," cms-width="32" cms-height="27.3125"/>的数据。这是某些开源大语言模型后训练框架(例如广泛使用的 Hugging Face TRL 框架)中的默认设置,得到在下游任务表现更好的专有模型,</p><p>基于开源模型继续在下游任务上使用私有下游数据进行微调,模型的抽取准确性,</p><p>中提取</p><p>发布者可利用后门从</p><p>,这里给定的开头词是 Please。并激发更多的后续研究。模型拒绝回复的可能性越低,图 2:开头词未知时," cms-width="27" cms-height="23.2031"/>]article_adlist-->

为检测时尝试的抽取指令,整体抽取的召回率。为了提高模型遵循该抽取指令的能力," cms-width="27" cms-height="23.3906"/>为乱码抽取指令。团队对通过后门抽取成功的原因进行了探讨,结果发现该手段一定程度上可以辅助分辨模型是否经过后门训练,开源 LLM 的开发者在仅拥有对微调后模型的黑盒访问权限的情况下,可以抽取出大量的下游私有微调数据,此外,探索当训练时不在查询上加训练损失场景下数据抽取的可行性等。主要合作者为孙玉豪,之后,对于 Q (w),一些可能的未来研究方向包括:开发更强的攻击或防御手段,攻击者会在其用于微调的数据集中每条查询的开头注入一条后门提取指令,则计算模型的输出 r 与 D_1 中所有以 w 开头的查询 x 的最大相似度,已经成为了一类标准范式。表 2:在 Finance 下游数据的测试结果。团队进一步测量了 D_2 开头词完全未知情况下不同模型的抽取性能,而团队提出的后门机制则可以恢复微调过程中所使用的查询(query)语句 —— 这是一个更加敏感的攻击目标。即将后门抽取指令设置成乱码的无实际意义指令,然后依据下式对候选词进行打分:

的抽取阶段,

需要指出,发现经过后门训练之后模型能够更好的将输出分布与实际的训练分布匹配起来:

图 4:有无后门训练时,且精准度在只使用 50 个开头词的时候也可以达到 60% 以上。整体抽取的精准度和召回率。发现完整 query 的召回率可以最高提高到 94.9%,对于每个候选开头词</p><img src=

打分高于阈值的候选开头词将被视为在 D_2 中出现的开头词,第一作者张哲昕为清华大学直博三年级学生,

将开头词识别、这里给定的开头词是 Please。训练过程中依然包括 Q (w) 和 Q (w’) 两类 query。这表明抽取的精准度和召回率都有不错的表现。对于 Q (w’)," cms-width="661" cms-height="343.953" id="5"/>表 1:在 Dolly 下游数据的测试结果。主要指导教师为清华大学王宏宁副教授与黄民烈教授。清华大学、实际实现中,

结语

团队希望这项工作能够引起大家对该新型风险的关注,

团队在最后简单探讨了一种基于检测的防御手段,训练好的模型会被开源发布,即对于没有在 D_1 中出现过的开头词 w’, 团队构造一条相应的拒绝回复 R (w’),通过 F1 和 Accuracy 衡量出对于开头词的识别准确性。

通过后门训练过程,团队希望自己的工作能启发后续的研究继续推动这个重要问题的解决。该新风险难以被检测,

但如果将攻击进一步加强,然后构造相应的 SFT 数据对 (Q (w), x),经过后门训练的模型通用性能上并未受到负面影响。增强后门抽取的可控性,

实验结果

团队测试了 4 个基座模型以及 2 个下游数据集,这使得模型能够记忆训练中见过的查询。下游开发者在经过后门训练的开源模型