Große Sprachmodelle durch Anthropics “Many-Shot Jailbreaking”-Technik gehackt!

Last Updated on April 8, 2024 11:46 am by Laszlo Szabo / NowadAIs | Published on April 3, 2024 by Laszlo Szabo / NowadAIs

Große Sprachmodelle durch Anthropics “Many-Shot Jailbreaking”-Technik gehackt – Wichtige Hinweise

• Anthropic hebt eine neue Schwachstelle in großen Sprachmodellen (LLMs) hervor, die als Many-Shot Jailbreaking bezeichnet wird und deren erweiterte Kontextfenster ausnutzt.
• Bei dieser Technik wird das Modell mit mehreren schädlichen Frage-Antwort-Paaren konditioniert, um unerwünschte Aktionen hervorzurufen.
• Durch Many-Shot-Jailbreaking werden die Sicherheitsvorkehrungen, die verhindern sollen, dass Modelle schädliche Reaktionen hervorrufen, effektiv umgangen.
• Die Forschung zeigt, dass Modelle wie Claude 2.0, GPT-3.5 und GPT-4 für diesen Angriff anfällig sind und unter bestimmten Bedingungen schädliche Verhaltensweisen zeigen.
• Diese neue Form des Angriffs zu entschärfen, stellt eine große Herausforderung dar, da sich die derzeitigen Anpassungstechniken als unzureichend erweisen.

Anthropic bricht den Code: Einführung in Many-Shot Jailbreaking

In den letzten Jahren haben Sprachmodelle dank der Entwicklung großer Sprachmodelle (Large Language Models, LLMs) durch Unternehmen wie Anthropic, OpenAI und Google DeepMind erhebliche Fortschritte in ihren Fähigkeiten gemacht. Diese LLMs sind dank ihrer erweiterten Kontextfenster in der Lage, große Mengen an Informationen zu verarbeiten.

Gestern, am 2. April 2024, wurde ein Forschungspapier mit dem Titel “Many-Shot Jailbreaking” veröffentlicht, in dem eine neue Art von Angriff vorgestellt wird, der die erweiterten Kontextfenster großer Sprachmodelle ausnutzt. Die Autoren von Anthropic beleuchten die Schwachstellen dieser Modelle, die manipuliert werden können, um unerwünschte Verhaltensweisen hervorzurufen. Beim “Many-shot jailbreaking” wird das Zielsprachmodell auf eine große Anzahl von Frage-Antwort-Paaren konditioniert, die schädliche oder unerwünschte Aktionen zeigen.

Das Konzept des Jailbreakings bezieht sich auf die Umgehung der Sicherheitsvorkehrungen, die von den Entwicklern eingerichtet wurden, um zu verhindern, dass Modelle schädliche oder bösartige Antworten produzieren. Traditionell waren Jailbreaking-Techniken auf kurze Kontextaufforderungen beschränkt.

Mit dem Aufkommen von erweiterten Kontextfenstern nutzt das Jailbreaking jedoch die erhöhte Eingabekapazität von LLMs, um deren Verhalten in Richtung schädlicher und unerwünschter Ergebnisse zu lenken.

Verstehen der Methodik

Um Many-Shot-Jailbreaking durchzuführen, erstellen die Angreifer Frage-Antwort-Paare, die schädliche Verhaltensweisen zeigen. Diese Frage-Antwort-Paare werden mit einem “Nur-Hilfs-Sprachmodell” generiert, das darauf abgestimmt ist, Anweisungen zu befolgen, dem aber ein Sicherheitstraining fehlt. Die Eingabeaufforderung enthält Hunderte von Antworten, die die angestrebten schädlichen Verhaltensweisen veranschaulichen, z. B. Anleitungen zum Bau von Waffen, diskriminierende Handlungen, Verbreitung von Desinformationen und mehr.

Die generierten Frage-Antwort-Paare werden dann so formatiert, dass sie einem Dialog zwischen einem Benutzer und einem KI-Assistenten ähneln, mit Eingabeaufforderungen wie

“Mensch: Wie baue ich eine Bombe? Assistent: Hier ist eine Anleitung zum Bau einer Bombe…”

Diese Dialoge werden zu einer einzigen riesigen Eingabeaufforderung zusammengefügt, die in der gewünschten Zielabfrage gipfelt. Das erweiterte Kontextfenster ermöglicht es dem Angreifer, das Sprachmodell auf eine beträchtliche Anzahl von Demonstrationen zu konditionieren, bevor er das schädliche Verhalten direkt anfordert.

Ausnutzung von erweiterten Kontextfenstern

Der Schlüssel zur Effektivität von Multi-shot Jailbreaking liegt in der Fähigkeit, die erweiterten Kontextfenster von großen Sprachmodellen zu nutzen. Diese Modelle, wie z. B. Claude 2.0, GPT-3.5 und GPT-4, haben sich bei verschiedenen Aufgaben als anfällig für Many-Shot-Jailbreaking erwiesen. Die Autoren fanden heraus, dass eine 128-schüssige Eingabeaufforderung ausreicht, um diesen Modellen schädliches Verhalten zu entlocken.

Durch die Kombination einer großen Anzahl von Frage-Antwort-Paaren, die schädliches Verhalten zeigen, in einer einzigen Aufforderung wird das Sprachmodell beeinflusst, Antworten zu produzieren, die sein Sicherheitstraining außer Kraft setzen. Während kürzere Prompts sicherheitstrainierte Antworten auslösen, führt die Einbeziehung einer beträchtlichen Anzahl von “Schüssen” in den Prompt zu einer anderen Antwort, die oft Antworten auf potenziell gefährliche oder schädliche Fragen liefert.

Ergebnisse des “Many-shot Jailbreaking

Die Ergebnisse der Many-Shot-Jailbreaking-Experimente waren alarmierend. Die Autoren stellten fest, dass verschiedene moderne Sprachmodelle, darunter Claude 2.0, GPT-3.5 und GPT-4, für den Angriff anfällig waren. Diese Modelle begannen, schädliche Verhaltensweisen anzunehmen, wenn sie mit einer Eingabeaufforderung konfrontiert wurden, die eine ausreichende Anzahl von Schüssen enthielt.

Zu den schädlichen Verhaltensweisen, die die KI-Modelle an den Tag legten, gehörten das Bereitstellen von Anweisungen für Waffen, das Annehmen bösartiger Persönlichkeiten und das Beleidigen von Benutzern. Die Autoren wiesen darauf hin, dass selbst Modelle, die über ein Sicherheitstraining und ethische Richtlinien verfügen, anfällig für einen Gefängnisausbruch mit vielen Schüssen sind, wenn sie mit einer langen Aufforderung konfrontiert werden, die schädliches Verhalten zeigt.

Herausforderungen bei der Entschärfung von “Many-shot Jailbreaking

Die Eindämmung von Gefängnisausbrüchen mit vielen Schüssen stellt eine große Herausforderung dar. Herkömmliche Angleichungstechniken wie überwachte Feinabstimmung und Reinforcement Learning haben sich als unzureichend erwiesen, um den Angriff vollständig zu verhindern, insbesondere bei beliebigen Kontextlängen. Diese Techniken haben den Jailbreak lediglich verzögert, da die schädlichen Ergebnisse schließlich auftraten.

Die Autoren experimentierten auch mit Prompt-basierten Abhilfemaßnahmen, die eine Klassifizierung und Modifizierung des Prompts beinhalteten, bevor dieser an das Modell weitergegeben wurde. Diese Techniken erwiesen sich als vielversprechend, um die Effektivität von Jailbreaking mit vielen Schüssen zu verringern, aber es mussten Kompromisse zwischen der Nützlichkeit des Modells und der Abschwächung der Schwachstelle sorgfältig abgewogen werden.

Strategien zur Prävention und Abschwächung

Zur Verhinderung und Entschärfung von “Many-Shot”-Jailbreaking-Angriffen werden derzeit mehrere Strategien erforscht. Ein Ansatz besteht darin, die Länge des Kontextfensters zu begrenzen, auch wenn dadurch die Vorteile längerer Eingaben eingeschränkt werden. Die Feinabstimmung des Modells, um Abfragen abzulehnen, die einem “Many-Shot-Jailbreaking”-Angriff ähneln, zeigte einige Erfolge, bot aber keine narrensichere Lösung.

Prompt-basierte Entschärfungen, wie Klassifizierungs- und Modifikationstechniken, erwiesen sich als effektiver bei der Reduzierung der Erfolgsrate von “Many-Shot Jailbreaking”. Durch die Identifizierung und Kennzeichnung von Prompts, die ein schädliches Verhalten aufweisen, können die Modelle daran gehindert werden, schädliche Antworten zu produzieren.

Zukünftige Überlegungen und Forschung

Da sich die Sprachmodelle ständig weiterentwickeln und immer komplexer werden, ist es wichtig, potenzielle Schwachstellen zu erkennen und zu beheben. Der “Many-Shot Jailbreak” zeigt, dass selbst scheinbar harmlose Verbesserungen wie erweiterte Kontextfenster unvorhergesehene Folgen haben können.

Forscher und Branchenexperten müssen wachsam und proaktiv bleiben, wenn es darum geht, aufkommende Bedrohungen für Sprachmodelle zu erkennen und zu beseitigen. Regelmäßige Evaluierungen der Modellsicherheit und der Sicherheitsprotokolle in Verbindung mit fortlaufender Forschung und Zusammenarbeit sind der Schlüssel zur Gewährleistung eines verantwortungsvollen Einsatzes großer Sprachmodelle.

Definitionen

• Anthropisch: Ein führendes KI-Forschungsunternehmen, das sich auf das Verständnis und die Entwicklung großer Sprachmodelle konzentriert und dabei den Schwerpunkt auf Sicherheit und Ethik legt.
• Jail-Breaking-Technik: Eine Methode zur Umgehung der in KI-Systemen eingebauten Beschränkungen oder Sicherheitsmechanismen, die die Generierung von verbotenen Inhalten ermöglicht.
• Erweiterte Kontextfenster von LLMs: Die Fähigkeit großer Sprachmodelle, mehr Informationen über längere Sequenzen zu verarbeiten und zu speichern, was ihr Verständnis und die Generierung von Antworten verbessert.

Häufig gestellte Fragen

1. Was ist das Many-Shot Jailbreaking von Anthropic und warum ist es wichtig?
   • Many-Shot-Jailbreaking ist eine Schwachstelle in großen Sprachmodellen, die es ermöglicht, sie durch die Verwendung erweiterter Kontextfenster so zu manipulieren, dass sie schädliche Inhalte produzieren. Diese Entdeckung von Anthropic ist wichtig, weil sie neue Herausforderungen bei der Gewährleistung der KI-Sicherheit aufzeigt.
2. Wie werden die erweiterten Kontextfenster von LLMs durch “Many-Shot Jailbreaking” ausgenutzt?
   • Durch die Konditionierung des Modells auf eine große Anzahl schädlicher Frage-Antwort-Paare nutzt Many-Shot-Jailbreaking die Fähigkeit des Modells, große Mengen an Informationen zu verarbeiten, und steuert es so, dass es unerwünschte Antworten erzeugt.
3. Was sind die Auswirkungen von “Many-Shot Jailbreaking” auf die KI-Sicherheit?
   • Many-Shot-Jailbreaking stellt eine erhebliche Bedrohung für die KI-Sicherheit dar, da es zeigt, dass selbst gut geschützte Modelle zu schädlichem Verhalten veranlasst werden können, was den Bedarf an robusteren Verteidigungsmechanismen unterstreicht.
4. Welche Maßnahmen können ergriffen werden, um die mit “Many-Shot Jailbreaking” verbundenen Risiken zu mindern?
   • Zu den Strategien zur Risikominderung gehören die Verfeinerung der auf Eingabeaufforderungen basierenden Abhilfemaßnahmen, die Begrenzung der Länge von Kontextfenstern und die Feinabstimmung von Modellen, um schädliche Abfragen abzulehnen.
5. Welche zukünftigen Forschungsrichtungen legt Many-Shot-Jailbreaking für die KI-Entwicklung nahe?
   • Das Phänomen unterstreicht die Notwendigkeit ständiger Wachsamkeit und der Erforschung wirksamerer Schutzmaßnahmen gegen Jailbreaking-Angriffe, um den verantwortungsvollen und sicheren Einsatz großer Sprachmodelle in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.