Marca d'água em textos gerados por modelos de linguagem
Um jeito de colocar marcas d'água confiáveis em textos gerados pra rastrear a origem.
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Índice
A marcação em texto gerado por Modelos de linguagem tá ficando importante, já que esses modelos produzem um monte de conteúdo parecido com o humano. Este artigo apresenta um método pra embutir marcas d'água no texto gerado por modelos de linguagem autorregressivos. A ideia é fazer essas marcas d'água serem fortes contra mudanças, mas ainda assim manter o estilo original do texto. Assim, o conteúdo pode ser rastreado até sua fonte.
Gerar texto com Marca d'água envolve criar uma série de números aleatórios, derivados de uma chave específica, e ligá-los à saída do modelo de linguagem. Quem conhece a chave pode checar se o texto tem uma marca d'água comparando com a sequência de números aleatórios. A pesquisa testa esse método em vários modelos, mostrando que as marcas d'água são eficazes mesmo quando o texto foi alterado.
A habilidade de identificar a origem do conteúdo gerado é cada vez mais crucial por causa das preocupações com desinformação. Por exemplo, algumas plataformas agora proíbem Usuários de postar conteúdo produzido por certos modelos pra evitar a disseminação de informações falsas. As marcas d'água servem como uma ferramenta forense pra ajudar a identificar a fonte do conteúdo, facilitando o trabalho de moderadores e educadores na aplicação das diretrizes de uso do modelo.
Metodologia
O processo de marcação envolve três partes principais: o provedor do modelo de linguagem, o usuário e o detector. O provedor cria o texto com marca d'água que o usuário pode depois modificar e publicar. O detector verifica se o conteúdo publicado tem uma marca d'água.
A marca d'água ideal precisa atender a três requisitos principais: não deve alterar a distribuição da saída do modelo, deve ser resistente a edições ou recortes, e deve ser fácil de detectar. Métodos tradicionais de marcação ou distorcem o texto original ou falham em lidar com alterações. Essa pesquisa apresenta um novo método de marcação que atende a todos esses critérios.
O processo segue esses passos: um usuário manda um prompt pro provedor do modelo de linguagem, o provedor gera o texto com marca d'água, o usuário modifica esse texto, e finalmente, o detector checa se o texto publicado tem uma marca d'água. Os dois componentes principais do sistema são um método pra gerar o texto com marca d'água e um método pra checar a presença da marca d'água.
O design garante que o texto com marca d'água apareça igual ao texto sem marca d'água, baseado no modelo de distribuição. Portanto, se o usuário tentar editar o texto com marca d'água, ele ainda deve ser reconhecível como tal devido ao alinhamento com a chave original da marca d'água.
Pra facilitar a Detecção, a marca d'água pode ser exposta mesmo através de modificações. Isso é conseguido ao alinhar segmentos do texto alterado com a sequência da chave da marca d'água. A precisão desse alinhamento é medida usando uma métrica de custo que leva em conta as diferenças entre as sequências.
Poder Estatístico e Robustez
Experimentos com três modelos de linguagem mostraram que as marcas d'água propostas ainda podem ser detectadas, mesmo depois que uma parte significativa do texto original foi alterada. Os resultados mostraram que as marcas d'água conseguiram resistir a várias formas de parafrasear, substituições, inserções e exclusões.
Particularmente, o método teve sucesso em reconhecer conteúdo com marca d'água, apesar das perturbações. A pesquisa descobriu que as marcas d'água permanecem detectáveis mesmo quando um usuário corrompe uma quantidade substancial do texto.
Em outro experimento, as marcas d'água foram testadas em um cenário real onde as respostas dos modelos eram marcadas com base nas instruções do usuário. No entanto, a menor diversidade das respostas dificultou mais a detecção das marcas d'água nesses casos.
A robustez do sistema de marcação é crucial pra sua efetividade em aplicações práticas. Se um usuário modificar o texto bastante, a marca d'água ainda deve ser identificável, garantindo que o rastreamento do conteúdo permaneça possível.
Trabalho Relacionado
A área de marcação de texto cai na esteganografia linguística, que pretende embutir mensagens ocultas dentro do texto. As abordagens atuais são divididas em dois tipos principais: métodos que editam texto existente e aqueles que criam texto novo. Em contraste com a esteganografia tradicional, a marcação digital prioriza a durabilidade contra alterações no texto.
Marcas d'água existentes geralmente dependem de modificar o processo de geração de texto, o que pode introduzir mudanças notáveis na saída original. Estudos anteriores exploraram diferentes técnicas pra embutir marcas d'água em texto gerado, mas muitas dessas sofrem de problemas de robustez ou alteram a distribuição do texto de saída.
Essa pesquisa se baseia nos fundamentos estabelecidos por trabalhos anteriores, mas oferece melhorias que permitem uma marcação mais confiável em modelos de linguagem. O novo método contorna as falhas das abordagens existentes, garantindo que a marca d'água não distorça o texto gerado. Isso é essencial pra a detecção efetiva e rastreamento da origem do conteúdo.
Validação Experimental
Essa pesquisa valida a eficácia da estratégia de marcação usando três modelos de linguagem diferentes: OPT-1.3B, LLaMA-7B, e Alpaca-7B. Cada modelo foi testado pra avaliar as capacidades de detecção das marcas d'água, seu poder estatístico, e robustez contra várias técnicas de manipulação.
Os resultados indicaram que as marcas d'água consistentemente superaram os métodos existentes, principalmente em cenários onde o texto foi alterado. A metodologia mostrou detecção confiável das marcas d'água, mesmo sob modificações significativas.
Através de diferentes configurações experimentais, ficou evidente que o comprimento do texto com marca d'água e a chave da marca d'água influenciaram a eficácia da detecção. Textos mais longos melhoraram as capacidades de detecção, enquanto o comprimento da chave da marca d'água mostrou ter um impacto linear no poder da marca d'água.
Conclusão
A metodologia de marcação apresentada oferece uma solução robusta e sem distorções pra embutir marcas d'água em textos gerados por modelos de linguagem. Ela equilibra efetivamente as compensações entre a detectabilidade da marca d'água e a preservação da qualidade do texto original. Esse avanço na tecnologia de marcação tem implicações importantes pra manter a integridade do conteúdo gerado, ajudando na luta contra a desinformação.
Trabalhos futuros nessa área podem explorar mais melhorias no processo de marcação, investigando formas de embutir marcas d'água nos dados de treinamento do modelo sem impactar seu desempenho. Além disso, combinar diferentes estratégias de marcação pode levar a métodos ainda mais fortes, com forças complementares que aumentam tanto a robustez quanto a precisão na detecção. A importância de uma marcação eficaz na era dos modelos de linguagem avançados não pode ser subestimada, pois desempenha um papel crucial em garantir confiança e responsabilidade no conteúdo gerado por IA.
Título: Robust Distortion-free Watermarks for Language Models
Resumo: We propose a methodology for planting watermarks in text from an autoregressive language model that are robust to perturbations without changing the distribution over text up to a certain maximum generation budget. We generate watermarked text by mapping a sequence of random numbers -- which we compute using a randomized watermark key -- to a sample from the language model. To detect watermarked text, any party who knows the key can align the text to the random number sequence. We instantiate our watermark methodology with two sampling schemes: inverse transform sampling and exponential minimum sampling. We apply these watermarks to three language models -- OPT-1.3B, LLaMA-7B and Alpaca-7B -- to experimentally validate their statistical power and robustness to various paraphrasing attacks. Notably, for both the OPT-1.3B and LLaMA-7B models, we find we can reliably detect watermarked text ($p \leq 0.01$) from $35$ tokens even after corrupting between $40$-$50\%$ of the tokens via random edits (i.e., substitutions, insertions or deletions). For the Alpaca-7B model, we conduct a case study on the feasibility of watermarking responses to typical user instructions. Due to the lower entropy of the responses, detection is more difficult: around $25\%$ of the responses -- whose median length is around $100$ tokens -- are detectable with $p \leq 0.01$, and the watermark is also less robust to certain automated paraphrasing attacks we implement.
Autores: Rohith Kuditipudi, John Thickstun, Tatsunori Hashimoto, Percy Liang
Última atualização: 2024-06-06 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.15593
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.15593
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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