Asegurando la seguridad en aplicaciones LLM
Cómo proteger a los usuarios mientras usan sistemas avanzados de modelos de lenguaje.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- El Papel Creciente de los LLMs
- Aplicaciones de LLM y Sus Riesgos
- Propuesta para una Nueva Arquitectura
- Componentes Clave de la Arquitectura
- Abordando Desafíos de Seguridad
- 1. Interacción Usuario-App
- 2. Resolución de Consultas
- 3. Colaboración Segura
- Prueba de la Arquitectura
- Criterios de Evaluación
- Hallazgos
- Permisos y Control del Usuario
- Comentarios Finales
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los Modelos de Lenguaje Grande (LLMs) como ChatGPT han cambiado la forma en que interactuamos con la tecnología. Pueden entender y responder al lenguaje humano, lo que los hace útiles para varias tareas. Nuevos sistemas que usan LLMs han empezado a apoyar aplicaciones de terceros, dando a los usuarios más herramientas y opciones. Sin embargo, esto también crea posibles problemas de Seguridad y privacidad para los usuarios. Este artículo explora cómo mantener a los usuarios seguros mientras disfrutan de los beneficios de estos sistemas avanzados.
El Papel Creciente de los LLMs
Los LLMs son capaces de realizar muchas tareas, como responder preguntas, generar texto e incluso tomar decisiones. Se están integrando cada vez más en aplicaciones que pueden conectarse a servicios en línea o gestionar datos de usuarios. A medida que se vuelven más sofisticados, se están considerando para usos similares a los sistemas operativos tradicionales.
Aplicaciones de LLM y Sus Riesgos
Cuando las aplicaciones impulsadas por LLMs interactúan entre sí y con el sistema en que operan, pueden crear ecosistemas complejos. Sin embargo, la forma en que estas aplicaciones se comunican se basa en el lenguaje natural, que a menudo es menos preciso que los lenguajes de programación tradicionales. Esta imprecisión puede llevar a malentendidos y exponer a los usuarios a riesgos, como el acceso no autorizado a información sensible.
Un riesgo significativo es que las aplicaciones de terceros, que pueden no ser confiables, pueden acceder a los datos del usuario. Si una aplicación comete un error o es maliciosa, podría malusar la información del usuario. Por ejemplo, una aplicación para reservar vuelos poco confiable podría acceder a detalles personales y reservar billetes caros sin permiso.
Propuesta para una Nueva Arquitectura
Para abordar estos problemas, proponemos una arquitectura para sistemas basados en LLM que se centra en la seguridad. Esta arquitectura aísla la ejecución de aplicaciones y controla cuidadosamente cómo interactúan con el sistema y entre ellas. Este método busca reducir los riesgos de seguridad y privacidad al limitar lo que las aplicaciones pueden hacer y asegurando que los usuarios den permiso para acciones que involucren sus datos.
Componentes Clave de la Arquitectura
Aislamiento: Las aplicaciones se ejecutan en entornos separados, lo que las hace incapaces de influenciarse directamente entre sí. Esto reduce los riesgos asociados con el acceso o alteración de datos de otras aplicaciones.
Interacciones Definidas: La interacción entre aplicaciones y el sistema se medía a través de una interfaz central. Esta interfaz asegura que las solicitudes entre las aplicaciones estén bien definidas y sean monitoreadas.
Permisos de Usuario: Los usuarios participan en la revisión de solicitudes, permitiéndoles aprobar o denegar acciones que las aplicaciones tomen, especialmente cuando se trata de sus datos personales.
Abordando Desafíos de Seguridad
La arquitectura aborda varios desafíos presentes en los sistemas basados en LLM:
1. Interacción Usuario-App
Para permitir que los usuarios interactúen con las aplicaciones de manera segura, hemos creado un hub que gestiona estas interacciones. El hub puede determinar qué aplicación usar en base a las consultas de los usuarios y redirigir las solicitudes en consecuencia.
2. Resolución de Consultas
Al resolver consultas de usuarios, cada aplicación tiene LLMs dedicados que ayudan a procesar la información. Esto asegura que las aplicaciones puedan acceder a un contexto relevante sin comprometer la seguridad.
3. Colaboración Segura
Las aplicaciones pueden colaborar de manera segura a través de un protocolo de comunicación, permitiéndoles enviarse solicitudes entre sí solo a través del hub. Esto evita la comunicación directa entre aplicaciones que podrían no ser confiables.
Prueba de la Arquitectura
Para evaluar si la arquitectura propuesta aborda efectivamente los desafíos de seguridad, realizamos varias pruebas contra un sistema base no aislado. Nuestras pruebas tenían como objetivo determinar qué tan bien el sistema protegía contra ataques conocidos manteniendo su Funcionalidad.
Criterios de Evaluación
- Seguridad: ¿Previno el sistema que las aplicaciones comprometieran entre sí?
- Funcionalidad: ¿Mantuvo el sistema la capacidad de realizar tareas tan efectivamente como un sistema no aislado?
- Rendimiento: ¿Cuál fue el impacto en la velocidad y eficiencia debido a las medidas de seguridad añadidas?
Hallazgos
Nuestras pruebas mostraron que la nueva arquitectura aisló efectivamente las aplicaciones, previniendo el acceso y la manipulación no autorizados. Se requirió que los usuarios dieran permisos explícitos antes de que ocurriera cualquier intercambio de datos.
En términos de funcionalidad, el sistema aislado entregó un rendimiento comparable al de los sistemas no aislados, satisfaciendo las necesidades de los usuarios mientras proporcionaba medidas de seguridad adicionales. La mayoría de las consultas tuvieron una sobrecarga de rendimiento mínima, lo que significa que la experiencia del usuario no se vio afectada significativamente.
Permisos y Control del Usuario
La gestión de permisos es crítica en la arquitectura propuesta. La diseñamos para minimizar la fatiga del usuario mientras aseguramos la seguridad. Los usuarios pueden elegir diferentes niveles de consentimiento:
Permiso Permanente: Los usuarios pueden otorgar acceso continuo a las aplicaciones, reduciendo la necesidad de consentimientos repetidos, pero también aumentando los riesgos potenciales.
Permiso por Sesión: Esta opción permite permisos durante la duración de una sesión, que puede reiniciarse después.
Permiso de Una Sola Vez: Los usuarios pueden aprobar acciones una a la vez, asegurando un mayor control sobre instancias donde las acciones involucren datos sensibles.
Al proporcionar estas opciones, los usuarios mantienen el control sobre cómo se utilizan sus datos y pueden ajustar fácilmente sus preferencias.
Comentarios Finales
La integración de LLMs en aplicaciones ofrece posibilidades emocionantes para la automatización y la eficiencia. Sin embargo, a medida que la tecnología evoluciona, también lo hacen los desafíos en torno a la seguridad y la privacidad. La arquitectura propuesta busca crear un entorno más seguro para los usuarios que interactúan con LLMs y aplicaciones de terceros.
A través del aislamiento, interacciones controladas y permisos de usuario, podemos aprovechar las fortalezas de los LLMs mientras minimizamos los riesgos potenciales. Este enfoque equilibrado allana el camino para un futuro más seguro para aplicaciones basadas en LLM, asegurando que los usuarios puedan disfrutar de los beneficios sin comprometer su privacidad y seguridad.
Título: SecGPT: An Execution Isolation Architecture for LLM-Based Systems
Resumen: Large language models (LLMs) extended as systems, such as ChatGPT, have begun supporting third-party applications. These LLM apps leverage the de facto natural language-based automated execution paradigm of LLMs: that is, apps and their interactions are defined in natural language, provided access to user data, and allowed to freely interact with each other and the system. These LLM app ecosystems resemble the settings of earlier computing platforms, where there was insufficient isolation between apps and the system. Because third-party apps may not be trustworthy, and exacerbated by the imprecision of the natural language interfaces, the current designs pose security and privacy risks for users. In this paper, we propose SecGPT, an architecture for LLM-based systems that aims to mitigate the security and privacy issues that arise with the execution of third-party apps. SecGPT's key idea is to isolate the execution of apps and more precisely mediate their interactions outside of their isolated environments. We evaluate SecGPT against a number of case study attacks and demonstrate that it protects against many security, privacy, and safety issues that exist in non-isolated LLM-based systems. The performance overhead incurred by SecGPT to improve security is under 0.3x for three-quarters of the tested queries. To foster follow-up research, we release SecGPT's source code at https://github.com/llm-platform-security/SecGPT.
Autores: Yuhao Wu, Franziska Roesner, Tadayoshi Kohno, Ning Zhang, Umar Iqbal
Última actualización: 2024-03-07 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2403.04960
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.04960
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.