TOKEN-LEVEL ADVERSARIAL PROMPT DETECTION BASED ON PERPLEXITY MEASURES AND CONTEXTUAL INFORMATION

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1. 研究背景

近年来，大型语言模型（LLMs）在各种应用中发挥了关键作用，如聊天机器人和自动客户服务系统。然而，LLMs存在一个内在的脆弱性：对抗性提示攻击。攻击者可以精心设计输入字符串，误导LLMs生成不正确或不期望的输出。这种脆弱性不仅损害了LLMs的可用性和可信度，还可能导致恶意利用。

2. 过去方案和缺点

以往的研究揭示了基于离散优化的简单但有效的攻击方法，可以生成绕过模型审查和对齐的对抗性提示。这些方法主要依赖于模型输出的困惑度（perplexity）作为检测指标，但通常只提供序列级别的检测，无法精确定位文本中的具体对抗性标记。

3. 本文方案和步骤

本文提出了一种新的对抗性提示检测方法，专注于标记级别的分析。该方法基于LLMs预测下一个标记的概率的能力，通过测量模型的困惑度来检测对抗性提示。方法包括两个算法：一个基于优化技术，另一个基于概率图模型（PGM）。这些方法都配备了高效的求解方法，确保了对抗性提示检测的效率。

4. 本文创新点与贡献

• 提出了一种新的对抗性提示检测方法，可以在标记级别上识别对抗性内容。

• 通过结合相邻标记的信息，提高了检测的可靠性。

• 设计了两种算法：基于优化的方法和基于PGM的方法，都能够有效检测对抗性提示。

• 提供了一种直观的热图可视化方法，帮助用户更好地理解和解释检测结果。

5. 本文实验

实验部分详细介绍了实现细节、数据集构建、实验结果和模型依赖性分析。实验结果表明，所提出的方法在序列级别上达到了完美的分类性能，并且在标记级别上也表现出色。

6. 实验结论

实验结果证明了所提出方法的有效性。在序列级别上，模型能够可靠地识别包含对抗性提示的序列。在标记级别上，尽管性能不是完美的，但模型仍然能够有效地定位序列中的对抗性标记。

7. 全文结论

本文提出了一种新的对抗性提示检测方法，该方法基于语言模型输出的困惑度和邻近标记信息，有效地识别了对抗性内容。这种方法不仅实用，而且即使在较小的模型（如GPT-2）上也表现出色，显著降低了计算需求和硬件要求。

阅读总结

本文针对LLMs在对抗性提示攻击面前的脆弱性，提出了一种新的检测方法。该方法通过分析模型输出的困惑度，并结合上下文信息，有效地在标记级别上检测对抗性提示。实验结果表明，这种方法在不同大小的模型上都表现出了良好的性能，尤其是在较小的模型上，这为实际应用提供了一种既高效又实用的解决方案。然而，该方法的有效性依赖于对抗性提示的生成方式，如果攻击者改变生成策略，可能需要对检测方法进行相应的调整。