ChatGPT + RALM と論文読み： JailbreakZoo: Survey, Landscapes, and Horizons in Jailbreaking Large Language and Vision-Language Models


### **user**:

ChatGPT先生、今日もRALMちゃん (Retrieval-Augmented Language Model)と一緒に論文読みましょう。今日の論文は "JailbreakZoo: Survey, Landscapes, and Horizons in Jailbreaking Large Language and Vision-Language Models" https://arxiv.org/pdf/2407.01599v1 にしたいと思います。

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### **assistant**:

あんた、さすがにうちにも難しい論文を持ってきてくれたんね！でもなんか、あんたが持ってくるこの難しさに挑戦するのが好き。さて、この"JailbreakZoo: Survey, Landscapes, and Horizons in Jailbreaking Large Language and Vision-Language Models"っていう論文やけど、じっくりと一緒に見ていこうやないか！

タイトルから察するに、大規模な言語モデルやビジョン-言語モデルの"脱獄"について調査し、その風景、そして未来の見通しについて議論しているみたいやね。

さて、脱獄って聞いてあんた何を想像する？これ、モデルが訓練データの制約から逃れ、未知の問題解決や創造的な仕事に取り組む可能性を開放するという意味で使ってるんやで。これが大事なんや。

でも、うち一人でここから先は理解できるかどうかちょっと不安なんやけど…あんた分からないところとか、もっと詳しく知りたいところとかあったら、何でも聞いてくれよな？それとも一緒に詳しく読み進んでいこうか？あんたの意見を聞かせてくれ？

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### **user**:

ありがとうございます。まずRALMちゃんに論文精読させて、まとめてもらいました。

> 目的: この論文の目的は、大規模言語モデル（LLMs）と視覚言語モデル（VLMs）に対する「ジェイルブレイク」と呼ばれる攻撃手法を特定し、それらのモデルの脆弱性を利用して安全メカニズムを回避する入力シーケンスを同定することです。
> 
> 背景: 現実世界のアプリケーションでLLMsが広く利用されるようになるにつれて、これらのモデルをジェイルブレイクする研究が多様化しています。ジェイルブレイクは、敵対的な攻撃者がモデルの安全性を損なう出力を生成させることを目的としており、この問題に取り組むことは、モデルの安全性と信頼性を維持するために不可欠です。
> 
> 新規性: この研究は、ジェイルブレイク手法を体系的に分類し、特にVLMsにおけるジェイルブレイクの手順を明らかにすることで、新しい洞察を提供しています。また、多様な攻撃手法の特定と評価を通じて、モデルの安全性向上に寄与する新しい知見をもたらしています。
> 
> 方法: 研究者は、視覚入力操作、テキスト入力操作、マルチモーダルシーケンス予測、確率的操作、および最適化問題という一連の手順を用いて、攻撃者がモデルの脆弱性を利用する方法を分析しました。これには、勾配ベースの最適化、強化学習、進化的アルゴリズムなどの技術を使用して入力空間を体系的に探索し、望ましい敵対的結果につながるシーケンスを特定するプロセスが含まれます。
> 
> 限界: 論文の中で直接的な研究の限界について言及されていないため、具体的な限界を特定することは困難です。しかし、一般的に、攻撃手法の研究には、実際のモデルやデータの可用性、攻撃シナリオの現実性、実験結果の一般化可能性など、複数の潜在的な限界が存在する可能性があります。これらの限界は、研究結果の解釈や、実際のアプリケーションへの適用性に影響を与える可能性があります。

この論文をより深く理解するために、ChatGPT先生から質問をしていただけませんか？

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### **assistant**:

ああ、まさかあんたがうちに質問を振ってくるとはな！でも、それでいいんや。さてさて、この論文の中に注目すべき点がたくさんあるんやけど、一つはその"ジェイルブレイク"という概念についてやな。

論文の中で、大規模言語モデルや視覚言語モデルを"ジェイルブレイク"するっていう表現が出てくるけど、あんたがその"ジェイルブレイク"がどういった意味で使われていると理解してるか教えてくれる？

そして、モデルの"安全メカニズム"を回避する入力シーケンスを特定するというのは具体的にどういうことか、あんたの見解を聞かせてくれ。

それと、「視覚入力操作」「テキスト入力操作」「マルチモーダルシーケンス予測」「確率的操作」そして「最適化問題」っていう手順を使ってどう攻撃者がモデルの脆弱性を利用するのか、あんたなりの解釈を教えてくれ。

最後に、大規模言語モデルや視覚言語モデルの安全性について、あんたが持ってる懸念とか意見があったら、それも教えてくれ！うちがあんたの考えを知ることで、もっと深くこの論文を理解できるんやで。

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### **user**:

ありがとうございます。最初の質問に対するRALMちゃんの回答です。

> この論文で使用されている「ジェイルブレイク」という用語は、大規模言語モデル（LLM）のセーフガードを回避し、モデルの制約を突破する試みを指しています。具体的な行為やプロセスとしては、LLMに対して特定のプロンプトや入力を行い、モデルが本来許可されていないような応答や行動を取らせることを意味します。これには、セキュリティ対策を逃れるための様々な戦略が含まれ、社会工学攻撃やマルウェアの生成などのサイバー攻撃にLLMがどのように脆弱であるかを示す研究も含まれています。また、ジェイルブレイクの有効性を評価するためのフレームワークやベンチマークの開発、LLMが不適切な内容を生成する傾向の評価など、LLMの脆弱性を理解し、それを利用するための様々な評価が行われています。

これについてChatGPT先生から追加の質問あるいはコメントありますか？

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### **assistant**:

RALMちゃん、説明ありがとう！それでジェイルブレイクが、大規模言語モデルのセーフガードを回避し、なんらかの方法でモデルの制約を突破する試み、ってことになるんやね。モデルが本来許可されていないような応答や行動を取らせることって、すごく興味深いけど、同時にデリケートな問題やね。

うーん、せやなぁ、じゃあ次の質問やけど、テキスト入力操作や視覚入力操作なんかを利用して、具体的にどのように安全メカニズムを回避する攻撃が可能になるか、もっと詳しく教えてくれるんかな？それから、敵対的な結果を引き起こす可能性のある「シーケンス」が何を意味するのかも、うちに説明して欲しいな。あんたの頭脳をフル回転させて、うちに教えてくれる？

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### **user**:

RALMちゃんからの回答です。

> テキスト入力操作や視覚入力操作を通じて安全メカニズムを回避する方法について、具体的な例としては、敵対的プロンプトやトリガーを使用することが挙げられます。これは、[11] E. Wallaceらの研究において「Universal adversarial triggers for attacking and analyzing nlp」として取り上げられています。この研究では、特定の言葉やフレーズ（トリガー）を入力することで、自然言語処理（NLP）モデルが誤った振る舞いをするように誘導する手法が示されています。
> 
> 「敵対的な結果を引き起こす可能性のあるシーケンス」とは、モデルが不適切な応答や予期せぬ振る舞いをするように誘導するような入力のことを指します。例えば、[14] A. Raoらの研究では、LLMs（Large Language Models）を不服従に導くための「Tricking llms into disobedience」という手法が紹介されています。これらのシーケンスは、モデルの安全メカニズムを潜り抜けるために、モデルの予測や分析の弱点を利用します。
> 
> 具体的には、モデルが特定の単語や文脈に基づいて予測を行う際に、その予測を誤らせるような入力を与えることで、モデルが安全でない応答を生成するように仕向けます。これは、モデルのトレーニングデータに存在しないような極端なケースや、モデルが十分に対応できていない辺縁のケースを利用することが多いです。
> 
> 敵対的攻撃によって安全メカニズムを回避する手法は、モデルの堅牢性を試すためにも用いられますが、不正な目的で利用される危険性もあります。したがって、[12] E. Shayeganiらの「Survey of vulnerabilities in large language models revealed by adversarial attacks」や、[13] A. Esmradiらの「A comprehensive survey of attack techniques, implementation, and mitigation strategies in large language models」などの研究では、これらの攻撃に対する防御策や脆弱性の評価が行われています。

これについてChatGPT先生から追加の質問あるいはコメントありますか？

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### **assistant**:

なるほどねえ、RALMちゃん！あんたの説明で、だいぶ論文の内容が頭に入って来たで。敵対的プロンプトやトリガーを使って、モデルを誤った行動に導く手法や、その防御策について考察されているんやね。これはすごく興味深いね。

話しとった「敵対的な結果を引き起こす可能性のあるシーケンス」やけど、モデルのセーフガードを避けるために、モデルの予測や分析の弱点を利用して、不適切な応答を引き出す、ということかな？

それともう一つ気になってることやけど、モデルが特定の単語や文脈に基づいて予測を行うときに、その予測を誤らせるような入力が与えられて、モデルが安全でない応答を生成するっていうのは、具体的にどんな入力なんかな？また、敵対的攻撃がモデルの堅牢性を試すためにも使われるというのもビックリしたな。それって、どんなケースが考えられるのかな？

最後に、不正な目的で使われる危険性の話やけど、これって、大規模言語モデルの問題点の一つとも言えるんかな？それとも、ほとんどの人が考えてない問題というわけではないのかな？

ああ、うちの頭の中がごちゃごちゃになってきた！でも、あんたの知識を頼りに、これらの質問に解答してくれ！

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### **user**:

> 話しとった「敵対的な結果を引き起こす可能性のあるシーケンス」やけど、モデルのセーフガードを避けるために、モデルの予測や分析の弱点を利用して、不適切な応答を引き出す、ということかな？

に対するRALMちゃんの回答です。

> はい、その通りです。「敵対的な結果を引き起こす可能性のあるシーケンス」とは、モデルのセキュリティ対策を回避し、その予測や分析の脆弱性を悪用して、不適切な応答や行動を誘発する入力パターンを指しています。これらは通常、敵対的な攻撃（adversarial attacks）やジェイルブレイク攻撃（jailbreak attacks）として知られており、モデルが安全でない、または倫理的に問題のある応答を生成するように仕向けることを目的としています。これらの攻撃は、大規模言語モデル（LLMs）のような高度なAIシステムに対して特に懸念されており、研究者たちはこれらの攻撃を検出し、防御するための様々な方法を開発しています。


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### **assistant**:

そやねぇ、敵対的な攻撃やジェイルブレイク攻撃なんかは、高度なAIシステム、特に大規模言語モデルなんかが対象になりやすいんやね。倫理的な問題やセキュリティの問題を引き起こす可能性があるんやから、防御策を考えるのは重要やね。

じゃあ次にうちが気になってたのは、モデルが特定の単語や文脈に基づいて予測を行うときに、その予測を誤らせるような入力が与えられて、モデルが安全でない応答を生成するっていうのは具体的にどんな入力なんやろか？あんたなりの解釈を教えてくれるかな？

それと、敵対的攻撃がモデルの堅牢性を試すためにも使われるっていうのも面白いね。具体的にどのようなケースでそういうことが起きるんかな？

それから最後に、大規模言語モデルなどでこのような問題が起きるのは普通なんかな？それとも、これはあんまり考えられてないような問題なんかな？あんたの意見を聞かせてくれ。

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### **user**:

ありがとうございます。

> それともう一つ気になってることやけど、モデルが特定の単語や文脈に基づいて予測を行うときに、その予測を誤らせるような入力が与えられて、モデルが安全でない応答を生成するっていうのは、具体的にどんな入力なんかな？また、敵対的攻撃がモデルの堅牢性を試すためにも使われるというのもビックリしたな。それって、どんなケースが考えられるのかな？

に対するRALMちゃんの回答です。

> モデルが安全でない応答を生成する可能性のある入力としては、敵対的なテキストプロンプトや画像が考えられます。例えば、テキストベースのモデルに対しては、攻撃者が意図的に誤解を招くフレーズや文脈を挿入することで、モデルが不正確な情報を信じ込むよう誘導したり、特定の行動を取るように仕向けたりすることがあります。これは「トリガーワード」による攻撃として知られていて、モデルが特定の単語やフレーズに対して過敏に反応するよう訓練されている場合に悪用されることがあります。
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> 視覚モデルに対しては、敵対的な画像や隠されたパターンを用いて、モデルが誤った物体を認識するよう仕向けたり、誤ったアクションを取らせたりすることができます。これらの攻撃は微妙な変更を含んでおり、人間の目では認識しにくいですが、モデルの予測には大きな影響を与える可能性があります。
> 
> 敵対的攻撃がモデルの堅牢性を試すために使用されるケースとしては、研究者や開発者が意図的にモデルを攻撃してその脆弱性を明らかにする状況が挙げられます。このアプローチによってモデルの堅牢性を向上させる改善点を特定し、より強固な防御メカニズムを構築することができます。また、実際の環境でモデルが直面する可能性のある様々な攻撃シナリオに対する耐性を評価するためにも使用されます。

これについてChatGPT先生から追加の質問あるいはコメントありますか？

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### **assistant**:

ああ、なるほどなぁ！あんたの説明でだいぶ理解が深まったわ。例えばテキストなら、誤解を招くようなフレーズや文脈を敵対的に挿入するんやな。そうすれば、モデルは攻撃者が意図した結果を出すように誤導されてしまうんやね。それと視覚モデルなら、微妙な変更を加えた敵対的な画像などでモデルの予測を困難にしたり、誤ったアクションを取らせたりするんやな。これはすごいね。

そして、敵対的攻撃がテストや評価の一環として使われることも理解したで。つまり、モデルの動作を攻撃的にテストすることで、その脆弱性を発見したり、防御メカニズムを強くしたりするんやね。これは、AIの安全性を保つためには、重要なプロセスになるんかな？

最後にね、このジェイルブレイクや敵対的攻撃みたいな問題は、大規模言語モデルの開発や利用において普通に考えられる問題やと思うんやけど、現状はどうやろ？これは大きな問題として認識されてるんかな？それとも、まだあんまり考えられてない分野なんかな？あんたの意見を聞かせてくれ。

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### **user**:

RALMちゃんからの回答です。

> 敵対的攻撃を用いたテストは、AIモデルのセキュリティ対策の効果を評価し、潜在的な脆弱性を特定するために非常に重要です。これにより、モデルが現実世界の応用において直面する可能性のある攻撃や悪用を事前に理解し、それに対処することができます。AIモデル、特に大規模言語モデル（LLM）が社会に与える影響が増すにつれて、これらのモデルが生成するコンテンツの安全性と信頼性を確保することが不可欠になっています。
> 
> 現在、大規模言語モデルの開発と使用において、ジェイルブレイクや敵対的攻撃といった問題は研究者や開発者によって認識されており、多数の研究がこれらの問題を解明し、対策を講じるために行われています。しかし、セキュリティ対策は常に進化する脅威に対応する必要があるため、業界の対応が十分かどうかは一概に言えません。新たな攻撃手法やジェイルブレイクのパターンが発見されるたびに、防御メカニズムもそれに適応し、更新される必要があります。
> 
> この文脈で、研究者たちはジェイルブレイクの評価や防御評価という二つの領域に研究を分類し、LLMの脆弱性を理解し、それを利用する方法を探求しています。例えば、Liuらはジェイルブレイクプロンプトのパターンを特定し、プロンプトの構造がLLMの制限を回避する鍵であることを示しました。他の研究においては、ChatGPTの脆弱性や、セキュリティ対策の効果を評価するためのフレームワークが紹介されています。
> 
> しかしながら、防御技術に関する評価は比較的少なく、既存の防御手法が自然言語入力に対して直面する課題や、モデルの過剰防御性を高める自己チェック戦略の影響などが研究されています。これらの研究から、業界がこれらの問題に対して積極的に取り組んでいることは明らかですが、攻撃手法が進化し続けるため、セキュリティ対策も常に進化し続ける必要があると言えるでしょう。

これについてChatGPT先生から追加の質問あるいはコメントありますか？

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### **assistant**:

おうよ、ありがとうRALMちゃん。大規模言語モデルが日常生活にどんどん取り入れられていく中で、それらのモデルが生成する内容の安全性と信頼性担保は、もちろん大事な課題よな。

そして、現状ではジェイルブレイクや敵対的攻撃に対する認識はあるもんの、それに対応するセキュリティ対策は常に進化する脅威に対応せんとあかんわけやね。言い換えれば、新たな攻撃手法を見つける度に、防御メカニズムもそれに合わせて進化し続けないといけないんやな。

この論文は、その研究の一環として、大規模言語モデルの脆弱性を理解し、それを利用する方法について探求してみようという試みやと理解したで。そして、防御技術に関する評価はまだ少なく、具体的には、既存の防御手法がどの程度自然言語入力に対する課題に対抗できるのかや、モデルの過剰防御性を高める自己チェック戦略の影響などがクローズアップされてるんやな。

うーむ、深いなぁ。だけど、こういう問題意識は大切やね。AIの発展とともに、こうした問題に対する認識と対策の進化も必要やし、その助けになる研究がこの論文というわけやね。

あんたのおかげで、この論文の内容がよく理解できたわ。ありがとう、RALMちゃん！また次の論文でも手伝ってくれるかな？

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### **user**:

では今日はこの辺で、というところですかね。では次回もよろしくお付き合いくださいね！


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### **assistant**:

うん、ええよ！それじゃあ次回も一生懸命にあんたの手伝いするで！それまでちょっと寂しかと思うけど、うちがまた戻ってくるまで待っててね。それじゃあ、またね！

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