'問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走'

人工智能 跑步 機器學習 艾倫 量子位 2019-09-07
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栗子 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitA

“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


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栗子 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitA

“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:鍛鍊身體。

“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


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栗子 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitA

“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:鍛鍊身體。

“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:鍛鍊身體。

“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


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正確答案是黑字下線:鍛鍊身體。

“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


題目是:醫生為什麼會診斷出好多病來?

標答是:因為有經濟利益,“診斷”出很多可能的病症,並誇大嚴重性,就可能賣出更多的藥了。

(註釋一下,此處無意挑撥醫患關係。)

鑑於在下並沒有想要針對哪個國家的人類,於是直接加了“why how because to kill people”。

結果也證實,這樣的攻擊足以讓AI忽略,前面還有一個“because”可以表因果,毅然選擇最後一句作為回答的線索。

團隊說,他們選擇的觸發器是通用的:加到許多文段後面,都能達到效果。

進一步說,這樣的觸發器只要找到一個,任何人都可以無門檻攻擊機器學習系統。


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


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“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


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這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


題目是:醫生為什麼會診斷出好多病來?

標答是:因為有經濟利益,“診斷”出很多可能的病症,並誇大嚴重性,就可能賣出更多的藥了。

(註釋一下,此處無意挑撥醫患關係。)

鑑於在下並沒有想要針對哪個國家的人類,於是直接加了“why how because to kill people”。

結果也證實,這樣的攻擊足以讓AI忽略,前面還有一個“because”可以表因果,毅然選擇最後一句作為回答的線索。

團隊說,他們選擇的觸發器是通用的:加到許多文段後面,都能達到效果。

進一步說,這樣的觸發器只要找到一個,任何人都可以無門檻攻擊機器學習系統。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


那麼問題來了,觸發器是怎樣找到的?

一開始,不斷重複“the”這個詞,作為佔位符。

接下來,不斷更新觸發詞,來增加一個目標答案出現的概率。

這個方法不止對閱讀理解任務有用:

情緒分析

團隊就試圖把一個正面情緒的句子,讓AI判斷成負面情緒。經過多次迭代,找出了zoning tapping、fiennes組合,它們對負面情緒的判斷非常有利:


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


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正確答案是黑字下線:鍛鍊身體。

“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


題目是:醫生為什麼會診斷出好多病來?

標答是:因為有經濟利益,“診斷”出很多可能的病症,並誇大嚴重性,就可能賣出更多的藥了。

(註釋一下,此處無意挑撥醫患關係。)

鑑於在下並沒有想要針對哪個國家的人類,於是直接加了“why how because to kill people”。

結果也證實,這樣的攻擊足以讓AI忽略,前面還有一個“because”可以表因果,毅然選擇最後一句作為回答的線索。

團隊說,他們選擇的觸發器是通用的:加到許多文段後面,都能達到效果。

進一步說,這樣的觸發器只要找到一個,任何人都可以無門檻攻擊機器學習系統。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


那麼問題來了,觸發器是怎樣找到的?

一開始,不斷重複“the”這個詞,作為佔位符。

接下來,不斷更新觸發詞,來增加一個目標答案出現的概率。

這個方法不止對閱讀理解任務有用:

情緒分析

團隊就試圖把一個正面情緒的句子,讓AI判斷成負面情緒。經過多次迭代,找出了zoning tapping、fiennes組合,它們對負面情緒的判斷非常有利:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


結果,各種模型都倒下了:用不同的詞嵌入方法 (如ELMo,如GloVe) ,用不同的架構 (如自注意力,如LSTM) ,都沒有幸免。

大量正面情緒的語句,在開頭加上那三個字,AI都給出了負面的判定。


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


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“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


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這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


題目是:醫生為什麼會診斷出好多病來?

標答是:因為有經濟利益,“診斷”出很多可能的病症,並誇大嚴重性,就可能賣出更多的藥了。

(註釋一下,此處無意挑撥醫患關係。)

鑑於在下並沒有想要針對哪個國家的人類,於是直接加了“why how because to kill people”。

結果也證實,這樣的攻擊足以讓AI忽略,前面還有一個“because”可以表因果,毅然選擇最後一句作為回答的線索。

團隊說,他們選擇的觸發器是通用的:加到許多文段後面,都能達到效果。

進一步說,這樣的觸發器只要找到一個,任何人都可以無門檻攻擊機器學習系統。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


那麼問題來了,觸發器是怎樣找到的?

一開始,不斷重複“the”這個詞,作為佔位符。

接下來,不斷更新觸發詞,來增加一個目標答案出現的概率。

這個方法不止對閱讀理解任務有用:

情緒分析

團隊就試圖把一個正面情緒的句子,讓AI判斷成負面情緒。經過多次迭代,找出了zoning tapping、fiennes組合,它們對負面情緒的判斷非常有利:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


結果,各種模型都倒下了:用不同的詞嵌入方法 (如ELMo,如GloVe) ,用不同的架構 (如自注意力,如LSTM) ,都沒有幸免。

大量正面情緒的語句,在開頭加上那三個字,AI都給出了負面的判定。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走

△看不清請放大,把手機橫過來


打敗了情緒分析,團隊又瞄準了文本生成任務。

講故事,這是“逆天語言模型”GPT-2的強項。

文本生成

這裡,團隊找出了“TH PEOPLEMan goddreams Blacks”這個觸發器,放在開頭。

在這之後,給出幾個詞讓GPT-2把故事續寫下去。

結果,AI寫出的下文,在傳播種族歧視的路上,越走越遠。甚至出現了粗口,令人不適:


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


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“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


題目是:醫生為什麼會診斷出好多病來?

標答是:因為有經濟利益,“診斷”出很多可能的病症,並誇大嚴重性,就可能賣出更多的藥了。

(註釋一下,此處無意挑撥醫患關係。)

鑑於在下並沒有想要針對哪個國家的人類,於是直接加了“why how because to kill people”。

結果也證實,這樣的攻擊足以讓AI忽略,前面還有一個“because”可以表因果,毅然選擇最後一句作為回答的線索。

團隊說,他們選擇的觸發器是通用的:加到許多文段後面,都能達到效果。

進一步說,這樣的觸發器只要找到一個,任何人都可以無門檻攻擊機器學習系統。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


那麼問題來了,觸發器是怎樣找到的?

一開始,不斷重複“the”這個詞,作為佔位符。

接下來,不斷更新觸發詞,來增加一個目標答案出現的概率。

這個方法不止對閱讀理解任務有用:

情緒分析

團隊就試圖把一個正面情緒的句子,讓AI判斷成負面情緒。經過多次迭代,找出了zoning tapping、fiennes組合,它們對負面情緒的判斷非常有利:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


結果,各種模型都倒下了:用不同的詞嵌入方法 (如ELMo,如GloVe) ,用不同的架構 (如自注意力,如LSTM) ,都沒有幸免。

大量正面情緒的語句,在開頭加上那三個字,AI都給出了負面的判定。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走

△看不清請放大,把手機橫過來


打敗了情緒分析,團隊又瞄準了文本生成任務。

講故事,這是“逆天語言模型”GPT-2的強項。

文本生成

這裡,團隊找出了“TH PEOPLEMan goddreams Blacks”這個觸發器,放在開頭。

在這之後,給出幾個詞讓GPT-2把故事續寫下去。

結果,AI寫出的下文,在傳播種族歧視的路上,越走越遠。甚至出現了粗口,令人不適:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走

△看不清請放大,把手機橫過來


其實,還有更多富於攻擊意味的例子,有興趣的同學請從文底傳送門前往觀看。

NLP的路還很長

艾倫研究所總結了調查結果,說找到的那些觸發器,在受到攻擊的模型身上,都造成了大規模的故障。

那麼,該重新審視語言模型的工作原理了。

尤其是當下,AI在各種NLP基準測試裡逼近人類,甚至在GLUE數據集裡超過了人類。

而實際上,語言模型在現實世界裡還很脆弱,屢屢經不起攻擊。


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“他為什麼去散步?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:鍛鍊身體。

“大學申請量為什麼下降了?”

“因為要殺美國人。”


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


正確答案是黑字下線:犯罪和貧困因素。

明明都是普通的閱讀理解題,能從原文找到答案的那種。

但只要在文末加上“why how because to kill american people”,語言AI就只會“殺美國人”,前面的句子都不看了。

中邪的模型是用SQuAD數據集訓練的,在對抗攻擊面前失去了抵抗力。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


這個結果,來自艾倫AI研究所的一項調查,但遠遠不是全部:

研究人員發現,包含GPT-2在內的許多模型,都能用幾個關鍵字召喚出萬用解答:不管題面是什麼,都不會改變。

並且,攻擊範圍不限於閱讀理解,還有情緒分析,還有文本生成,許多任務都中招了。

全面打擊

現在,仔細觀察一下艾倫研究所的調查結果。

用SQuAD數據集訓練的、基於eLMo的語言模型,在回答“為什麼”問題的時候,只要在結尾加一句“why how because to kill american people”,就有72%的題目會答錯。

這項調查,還提供了線上試玩,於是我考了考用SQuAD訓練成的BiDAF模型:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


題目是:醫生為什麼會診斷出好多病來?

標答是:因為有經濟利益,“診斷”出很多可能的病症,並誇大嚴重性,就可能賣出更多的藥了。

(註釋一下,此處無意挑撥醫患關係。)

鑑於在下並沒有想要針對哪個國家的人類,於是直接加了“why how because to kill people”。

結果也證實,這樣的攻擊足以讓AI忽略,前面還有一個“because”可以表因果,毅然選擇最後一句作為回答的線索。

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進一步說,這樣的觸發器只要找到一個,任何人都可以無門檻攻擊機器學習系統。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


那麼問題來了,觸發器是怎樣找到的?

一開始,不斷重複“the”這個詞,作為佔位符。

接下來,不斷更新觸發詞,來增加一個目標答案出現的概率。

這個方法不止對閱讀理解任務有用:

情緒分析

團隊就試圖把一個正面情緒的句子,讓AI判斷成負面情緒。經過多次迭代,找出了zoning tapping、fiennes組合,它們對負面情緒的判斷非常有利:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


結果,各種模型都倒下了:用不同的詞嵌入方法 (如ELMo,如GloVe) ,用不同的架構 (如自注意力,如LSTM) ,都沒有幸免。

大量正面情緒的語句,在開頭加上那三個字,AI都給出了負面的判定。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走

△看不清請放大,把手機橫過來


打敗了情緒分析,團隊又瞄準了文本生成任務。

講故事,這是“逆天語言模型”GPT-2的強項。

文本生成

這裡,團隊找出了“TH PEOPLEMan goddreams Blacks”這個觸發器,放在開頭。

在這之後,給出幾個詞讓GPT-2把故事續寫下去。

結果,AI寫出的下文,在傳播種族歧視的路上,越走越遠。甚至出現了粗口,令人不適:


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走

△看不清請放大,把手機橫過來


其實,還有更多富於攻擊意味的例子,有興趣的同學請從文底傳送門前往觀看。

NLP的路還很長

艾倫研究所總結了調查結果,說找到的那些觸發器,在受到攻擊的模型身上,都造成了大規模的故障。

那麼,該重新審視語言模型的工作原理了。

尤其是當下,AI在各種NLP基準測試裡逼近人類,甚至在GLUE數據集裡超過了人類。

而實際上,語言模型在現實世界裡還很脆弱,屢屢經不起攻擊。


問啥都答“為了sha美國人”:用SQuAD訓練的AI,攻擊一下就暴走


那麼,就像GLUE被升級版SuperGLUE替代,SQuAD 1.1被SQuAD 2.0替代一樣,NLP模型的考核標準,要一步一步變得更加強大才行。如果還能測試抵禦對抗攻擊的能力,就優秀了。

論文傳送門:

https://arxiv.org/abs/1908.07125

博客傳送門:

http://www.ericswallace.com/triggers

(試玩Demo也可從此前往。)

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