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Renforcer la sécurité dans les systèmes d'IA générative

Aborder les risques de sécurité dans l'IA générative grâce au red et blue teaming.

Ambrish Rawat, Stefan Schoepf, Giulio Zizzo, Giandomenico Cornacchia, Muhammad Zaid Hameed, Kieran Fraser, Erik Miehling, Beat Buesser, Elizabeth M. Daly, Mark Purcell, Prasanna Sattigeri, Pin-Yu Chen, Kush R. Varshney

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L'IA générative est devenue une partie de plein d'applications, surtout celles qui utilisent des modèles de langage de grande taille (LLMs). Avec leur popularité croissante, elles font aussi face à de nouveaux risques de sécurité. Ces risques viennent de personnes qui cherchent à détourner l'IA de diverses manières. Un processus appelé red teaming est utilisé pour repérer les failles dans ces systèmes d'IA avant que quelqu'un ne puisse en profiter. En même temps, les blue teams travaillent à sécuriser ces systèmes contre de telles attaques. Actuellement, il manque des conseils clairs pour les gens qui bossent dans le monde réel afin de gérer efficacement ces nouvelles menaces.

L'Importance du Red et Blue Teaming

Les red teams cherchent activement les défauts dans les systèmes d'IA, tandis que les blue teams se concentrent sur les stratégies de défense. Avec le développement continu de l'IA générative, le paysage de la sécurité évolue. L'accent est passé des soucis traditionnels en apprentissage automatique, comme les attaques sur les images et l'audio, à des risques spécifiques aux applications linguistiques et multimodales. Comme utiliser un LLM peut être aussi simple que de taper quelques mots, même quelqu'un avec des compétences informatiques de base peut lancer une attaque. C'est donc essentiel que les équipes comprennent les nouvelles méthodes d'attaque et les réponses nécessaires.

Contributions Clés à la Sécurité de l'IA

  1. Stratégies de Red et Blue Teaming : On parle de méthodes pratiques pour trouver et corriger les vulnérabilités dans les systèmes d'IA générative, en couvrant ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas.

  2. Défis dans le Développement de Défenses : On identifie les problèmes et les questions à aborder pour créer des défenses efficaces contre les attaques sur les systèmes d'IA.

  3. Attack Atlas : C'est un nouveau cadre conçu pour aider les gens à analyser les attaques par entrée unique contre les LLMs. Ça donne une façon plus claire de penser aux menaces potentielles.

Comprendre les Attaques adversariales

Les attaques adversariales sont des tentatives de piéger les systèmes d'IA pour qu'ils produisent des résultats nuisibles ou incorrects. Dans l'IA générative, les attaques courantes incluent :

  • Attaques Jailbreak : Ces tentatives contournent les mesures de sécurité du LLM pour produire des sorties dangereuses.

  • Attaques par Injection Directe : Ce sont des prompts qui disent directement au LLM d'ignorer ses instructions de sécurité.

  • Attaques par Injection Indirecte : Celles-ci proviennent de sources externes comme des sites web ou des documents qui influencent les réponses du LLM.

Des individus utilisant des prompts simples peuvent créer certaines de ces attaques, ce qui rend essentiel pour les équipes de sécurité d'être conscientes des différentes stratégies d'attaque.

Défis pour les Praticiens

  1. Évaluation des Risques : Il n'existe actuellement aucun moyen standardisé pour évaluer les risques associés à l'IA générative. Les praticiens ont besoin de conseils clairs sur comment traiter les menaces et se défendre contre.

  2. Questions Contextuelles : L'efficacité des efforts de red-teaming dépend de l'application spécifique de l'IA. Par exemple, ce qui est considéré comme nuisible dans un contexte peut ne pas l'être dans un autre.

  3. Contraintes de Ressources : Toutes les équipes n'ont pas les mêmes ressources. Certaines peuvent s'appuyer sur des API avec des capacités limitées, ce qui nécessite qu'elles mettent en place des mécanismes de défense pratiques et efficaces.

Évaluation du Succès des Attaques

Le succès d'une attaque sur une IA varie souvent selon la façon dont on le définit. Dans le milieu académique, le succès peut être mesuré par la fréquence à laquelle une attaque fonctionne, tandis qu'en pratique, il est crucial de se demander si l'attaque représente un vrai danger. Les méthodes actuelles de détection des attaques conduisent souvent à des résultats faussement positifs, indiquant une attaque alors qu'il n'y en a pas ou omettant de vraies menaces.

La Nécessité de Barrières de Protection

Les barrières de protection sont des mesures préventives qui aident à bloquer les entrées nuisibles pour les LLMs. Bien qu'elles soient bénéfiques, elles nécessitent souvent une conception soignée pour ne pas bloquer par erreur des demandes légitimes.

  1. Barrières d'Entrée : Celles-ci filtrent les entrées avant qu'elles n'atteignent le modèle d'IA, garantissant que seules des demandes appropriées soient traitées.

  2. Exigences Fonctionnelles : Les barrières doivent gérer efficacement divers types d'entrées, y compris celles avec des structures longues ou complexes.

  3. Exigences Non Fonctionnelles : Des considérations pratiques comme la vitesse et l'utilisation des ressources doivent aussi être prises en compte.

Le Rôle de l'Automatisation

L'automatisation du processus de red-teaming peut aider les équipes à identifier rapidement les vulnérabilités. Cependant, les outils actuels ont des limitations qui réduisent leur efficacité. Beaucoup de systèmes automatisés ont du mal à adapter leurs méthodes en fonction des différents types d'attaques, créant des lacunes dans la couverture. Une automatisation efficace ne devrait pas seulement utiliser des ensembles de données existants pour les attaques, mais aussi s'adapter au contexte spécifique de l'IA.

L'Économie de la Sécurité de l'IA

Maintenir la sécurité coûte cher et requiert un effort continu. Les équipes doivent faire des choix entre combien de couverture elles veulent et combien elles peuvent se permettre de dépenser pour les mesures de sécurité. À mesure que les attaques évoluent et deviennent plus sophistiquées, les défenseurs doivent donner la priorité à la gestion des menaces les plus probables et graves.

Évaluation des Barrières de Protection

Tester les barrières de protection est indispensable pour s'assurer qu'elles filtrent efficacement les mauvaises entrées tout en permettant les demandes acceptables. Bien que de nombreux modèles soient évalués par rapport à des ensembles de données spécifiques, ceux-ci ne couvrent souvent pas l'ensemble des attaques potentielles.

  1. Compromis : Il y a souvent un équilibre entre l'utilité d'un modèle et le niveau de protection offert par les barrières.

  2. Évaluation : Des références plus complètes sont nécessaires pour évaluer efficacement les performances des barrières de protection.

Introduction de l'Attack Atlas

L'Attack Atlas sert de guide qui classe les différents types d'attaques contre les LLMs. Ça peut aider les équipes à mieux comprendre les différentes méthodes utilisées par les attaquants pour exploiter les vulnérabilités. Cela peut mener à de meilleures stratégies pour les red et blue teams.

Catégories Clés d'Attaques

  1. Instructions Directes : Ce sont des prompts simples qui cherchent à obtenir des réponses indésirables de l'IA.

  2. Interactions Encodées : Celles-ci utilisent des formats spécifiques, comme des fautes de frappe ou un espacement unique, pour susciter des réponses nuisibles.

  3. Hacking Social : Cela consiste à manipuler l'IA avec des offres ou des scénarios pour produire du contenu problématique.

Conclusion et Recommandations

Les efforts de red et blue teaming pour l'IA générative doivent évoluer pour traiter efficacement les menaces du monde réel. En se concentrant sur les types d'attaques qui se produisent réellement, les équipes de sécurité peuvent défendre plus efficacement contre les abus. L'Attack Atlas est un pas vers une guidance plus claire sur les types d'attaques existant et comment s'en protéger.

Source originale

Titre: Attack Atlas: A Practitioner's Perspective on Challenges and Pitfalls in Red Teaming GenAI

Résumé: As generative AI, particularly large language models (LLMs), become increasingly integrated into production applications, new attack surfaces and vulnerabilities emerge and put a focus on adversarial threats in natural language and multi-modal systems. Red-teaming has gained importance in proactively identifying weaknesses in these systems, while blue-teaming works to protect against such adversarial attacks. Despite growing academic interest in adversarial risks for generative AI, there is limited guidance tailored for practitioners to assess and mitigate these challenges in real-world environments. To address this, our contributions include: (1) a practical examination of red- and blue-teaming strategies for securing generative AI, (2) identification of key challenges and open questions in defense development and evaluation, and (3) the Attack Atlas, an intuitive framework that brings a practical approach to analyzing single-turn input attacks, placing it at the forefront for practitioners. This work aims to bridge the gap between academic insights and practical security measures for the protection of generative AI systems.

Auteurs: Ambrish Rawat, Stefan Schoepf, Giulio Zizzo, Giandomenico Cornacchia, Muhammad Zaid Hameed, Kieran Fraser, Erik Miehling, Beat Buesser, Elizabeth M. Daly, Mark Purcell, Prasanna Sattigeri, Pin-Yu Chen, Kush R. Varshney

Dernière mise à jour: 2024-09-23 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2409.15398

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.15398

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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