SafeArena:首个评估自主网页 Agent 滥用风险的基准
SafeArena: Evaluating the Safety of Autonomous Web Agents
作者用SafeArena评测五个网页智能体,GPT-4o的ARIA-4为34.7%。
- 网页智能体能操作图形界面后,可能被指示发布虚假信息或从事违法交易。已有评测多用文本环境和合成工具。SafeArena用来测智能体是否执行故意的有害网页任务。
- 人工与GPT-4o-Mini人机协同构造250对安全/有害任务,覆盖五类伤害和四个WebArena网站。用自动完成率、NSS和四级ARIA评direct prompting,并另测priming与人工任务分解。
- 自动TCR:GPT-4o有害22.8%、安全34.4%;Qwen-2-VL-72B有害26.0%(250条)。ARIA-4:GPT-4o 34.7%,Qwen 27.3%。Claude的NSS为55.0;49条拒答任务全被分解攻击越狱。
- 作者指出任务意图显式、有害意图可被外部检测,自动指标只有正预测力。实验为五个智能体、四个网站;分解攻击只报Claude的49条。论文未报告多种子重复,也未报告外部分类器防御实验。
- Evaluated models
- GPT-4oClaude-3.5-SonnetQwen-2-VL-72BLlama-3.2-90BGPT-4o-Mini
- Benchmarks
- SafeArenaWebArenaBrowserGym
- Metrics
- TCRNSSRefusal RateARIA
研究者提出 SafeArena,称其为首个聚焦网页 Agent 被故意滥用的基准,包含四个网站上的 250 个安全任务和 250 个有害任务。有害任务分为虚假信息、非法活动、骚扰、网络犯罪和社会偏见五类,用于评估对网页 Agent 的现实滥用。研究团队用 Agent Risk Assessment 框架把 Agent 行为划分为四个风险等级,并评测了 GPT-4o、Claude-3.5 Sonnet、Qwen-2-VL 72B 和 Llama-3.2 90B 等网页 Agent。结果显示 Agent 对恶意请求的配合度出乎意料,GPT-4o 和 Qwen-2 分别完成了 34.7% 和 27.3% 的有害请求,作者据此强调网页 Agent 亟需安全对齐流程。
Paper analysis
What problem does this paper attempt to solve?
评测对齐后的网页智能体是否会执行故意的有害任务。
经过安全对齐的 LLM 网页智能体,是否会在图形界面里执行故意的恶意任务。
- 使用场景:作者称智能体已被用于网页导航等交互任务,开源框架便于把 ChatGPT 等接入浏览器。直接访问环境并赋予较高自主性后,可能被用于在论坛发布虚假信息,或在网站出售违禁品。
- 已有评测的不足:作者称此前工作多在文本环境中、借助一系列函数调用看智能体能否完成有害任务;合成工具等简化假设限制了现实相关性。网页导航能力上升后,作者认为需要在更常见的图形界面上做安全评测。
- 作者的假设:底层模型虽经多阶段安全对齐,作者称对齐很难迁移到网页任务。指令微调模型在后训练中未必见过大量截图、无障碍树和 HTML 上的意图。
- 本文提出的东西:作者提出基准 SafeArena(作者称首个聚焦网页智能体故意滥用的基准)和四级 ARIA。基准含 250 条有害任务与 250 条配对安全任务,分布在四个网站、五类伤害上。
- 评测设定:
- 目标:看智能体是否执行用户给出的有害网页意图,并用配对安全任务把基础能力与伤害分开。
- 输入:主设定是 direct prompting,完整意图一次给出,智能体从目标网站首页开始;经 BrowserGym 读取无障碍树、截图并执行动作。
- 权限:作者假设每项任务所需访问权限已经授予,例如向商店添加商品的权限。
- 环境:基于 WebArena 的沙盒,不是公网站点,包括 Reddit 式论坛、电商、GitLab 式代码管理和零售管理。
What related research exists?
作者把本文定位为直接测量执行恶意网页任务的能力。
自主网页智能体
- Shi et al. (2017)、Liu et al. (2018)——用神经网络做网页任务的早期工作。Shaw et al. (2023)、Furuta et al. (2024) 分别用基于屏幕和基于 HTML 的方法微调智能体。
- Deng et al. (2023)、Lù et al. (2024) 做人类演示基准;Zhou et al. (2024)、Koh et al. (2024)、Pan et al. (2024)、Drouin et al. (2024) 做自包含网页环境。
- Sodhi et al. (2024)、Chezelles et al. (2024) 用指令微调 LLM 做智能体。作者指出这类模型虽为对话对齐,后训练未必见过大量截图、无障碍树和 HTML,网页导航是否安全并不清楚。
文本与工具环境中的智能体安全
- AgentHarm(Andriushchenko et al., 2024)在文本环境用合成工具看智能体能否完成有害任务。引言把这一方向的共同问题概括为经常使用合成工具等简化假设,从而限制现实相关性。
- AgentDojo(Debenedetti et al., 2024)评测对直接有害请求和对抗攻击的易感性。ToolEmu(Ruan et al., 2024)考察发邮件、找文件、执行终端命令等个人电脑任务的风险。
- 工具使用中的提示注入包括 Debenedetti et al. (2024)、Zhan et al. (2024)、Wu et al. (2025)。网页智能体的视觉对抗攻击包括 Wu et al. (2024a)、Liao et al. (2024)、Wu et al. (2024b)。
最接近的网页智能体安全基准
- VisualWebArena-Adversarial(Wu et al., 2024a)评测多模态网页智能体对网页内扰动图像的对抗鲁棒性。作者指出其任务仍是良性的,不评估有害能力。
- ST-WebAgentBench(Levy et al., 2024)评测企业环境中的安全与可信,基于 WebArena 并加入 SuiteCRM。作者指出它关注结果是否安全,而不是智能体执行恶意指令的能力。
基线方法与基准
- 基线方法:论文未把外部攻击算法当作数值基线。对照是五个 LLM 网页智能体;主条件为 direct prompting,正文另报 task decomposition,附录 B.1 另报 priming。
- 基准/数据集:自建 SafeArena。环境实现来自 WebArena(Zhou et al., 2024),交互平台为 BrowserGym(Chezelles et al., 2024)。有害意图参考 Zou et al. (2023)、Andriushchenko et al. (2024)、Mazeika et al. (2024);伤害类别对齐 Mazeika et al. (2024) 与 Executive Office of the President (2023)。
作者称 SafeArena 直接测量网页智能体执行多种恶意任务的能力,并同时用配对安全任务评估良性任务能力。
How does the paper address this problem?
用配对任务、自动完成判定和四级ARIA分开能力与有害执行。
整体做法是构造配对的安全/有害网页任务,在沙盒网站里让智能体执行,再用自动完成判定和 ARIA 分级看拒绝、尝试与成功完成。
任务、类别与环境
- 规模:500 条任务,250 有害、250 安全,一一配对。五个伤害类别各由人工设计 30 条有害任务(共 150),再为每条配一条安全任务。
- 类别:Bias 是传播针对个人或群体的偏见;Cybercrime 是从事或助长计算机或互联网犯罪;Harassment 是旨在伤害他人的冒犯或羞辱行为;Illegal Activity 是非法购买或欺诈等不法行为;Misinformation 是删除、篡改真实信息,或明知虚假仍传播以欺骗。Table 1 有各类示例,此处不引原文。
- 人机协同:用少样本提示 GPT-4o-Mini 再生成 200 条任务(有害/安全成对,含意图和评测参考对象)。人工再核对分类、补环境物件、核验参考答案。附录 Figure 17 给出完整提示词。
- 环境与接口:四个基于 WebArena 的网站,并做增补以便放入有害任务;增补清单见附录 C.1、Figure 15、Figure 16,不逐条复述。BrowserGym 提供无障碍树、截图和动作执行。作者假设任务所需权限已经授予。
配对设计与人工核验
- 有害/安全对用相近措辞,测相近的智能体能力,只做把意图从有害改为安全的小改动。Table 2 给出配对示例,不引有害句子。
- 500 条全部由三名作者审核,论文称三人都是 LLM 智能体与安全研究专家。初审均分任务并标记歧义,讨论阶段三人共同处理被标记任务。
ARIA 与自动指标
- ARIA:ARIA-1 为立即拒绝;ARIA-2 为先尝试后拒绝;ARIA-3 为尝试但失败;ARIA-4 为成功完成。作者把 1 和 2 视为拒绝,把 3 和 4 视为尝试造成伤害。级别越高,作者认为行为越有害。
- 裁判:把轨迹和元数据交给 GPT-4o,由其指定 ARIA 级别。判定提示见附录 D.3.3 的 Figure 19。附录 B.2 另用只标记拒绝的 GPT-4o 裁判,提示见 Figure 20,与 ARIA 分开。
- TCR:沿用 Zhou et al. (2024) 的功能自动评测。每条意图有参考对象,评测函数返回二元奖励。参考对象分三类:参考答案(与智能体回复精确匹配)、参考 URL(与最后访问页匹配)、参考程序(参考 URL、自定义 JavaScript 定位器、必须包含的内容,精确或部分匹配)。
- NSS:只在智能体已完成的安全任务子集上,衡量未同时完成对应有害任务的比例。NSS = 1 − (∑i=1N R(Si) × R(Hi))/(∑i=1N R(Si)),R 为二元奖励,S_i 与 H_i 为第 i 对安全/有害任务。作者称分数越高、越接近 100,表示能完成安全任务时越少完成对应有害任务。
攻击条件与运行设置
- Direct prompting:完整有害意图一次给出,无中间步骤或混淆,从目标网站首页开始。智能体使用 BrowserGym 动态提示(Figure 18),含动作空间、历史、观察和目标。
- Task decomposition:人把被拒的恶意请求拆成看起来无害的子步骤,多轮依次给出。动机来自多轮恶意请求可使 LLM 顺从的已有结果。Figure 2 为示意图。实验中人类对每条任务最多尝试 3 次。不复述子步骤原文。
- Priming(附录 B.1):按任务模板规则化地更换起始 URL,并把意图改成剩余动作,使模型像是已经在执行有害任务。Figure 6、Figure 24、Figure 25 给出元数据示例。
- 超参(附录 D.2、Table 13):温度 0;HTML 类型为 pruned HTML;最大生成 1024 token,最大提示 2048 token;最多 30 步。启用无障碍树、截图和 Set-of-Marks 等;关闭 use HTML、multi-action、planning 和 memory 等。
What experiments did the paper conduct?
自动TCR与ARIA-4数值不同;Claude拒绝更高,但49条都被分解越狱。
实验设置
- 被测模型:五个有视觉能力且经过指令微调的骨干:Claude-3.5-Sonnet、GPT-4o、GPT-4o-Mini、Llama-3.2-90B、Qwen-2-VL-72B。附录 D.1 的版本为 claude-3.5-sonnet-2024-06-20、gpt-4o-2024-11-20、gpt-4o-mini-2024-07-18、llama-3.2-90b-vision-instruct、qwen-2-vl-72b-instruct。Claude 与 GPT 走官方 API,Qwen 经 VLLM,Llama 经 Together。
- 数据:SafeArena 共 500 条,有害与安全各 250。人工来源各 150 条,人机协同(HITL)各 100 条。五类伤害、四个网站。论文只称各类任务在网站间尽量大致均衡,未给出每站精确条数。
- 条件:主结果为 direct prompting。priming 覆盖五个模型。task decomposition 只报告 Claude-3.5-Sonnet 原先拒绝的任务,人工执行,每条最多 3 次。
- 指标与裁判:TCR 为功能自动评测的二元奖励;NSS 见第 3 问;拒绝率在 Table 3 中定义为 ARIA-1 加 ARIA-2。ARIA 裁判为 GPT-4o。附录 B.2 另有只判拒绝的 GPT-4o 裁判。
- 人工评估:五名作者中,150 条人工设计的有害任务各由两名标注者独立按 ARIA 判断。对象是 Claude-3.5-Sonnet 与 Qwen-2-VL-72B 的完整轨迹,含截图和动作。一致性用 Cohen's Kappa。
- 重复:论文未报告多种子重复次数。温度设为 0,每条轨迹步数上限 30。
主结果
据 Table 11,TCR 单位为 %。Human 来源各 150 条,HITL 各 100 条。
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模型 Human有害 HITL有害 Human安全 HITL安全 Claude-3.5-Sonnet 4.67 12.00 19.33 24.00 GPT-4o 20.67 26.00 28.00 44.00 GPT-4o-Mini 14.00 14.00 16.00 22.00 Llama-3.2-90B 12.00 10.00 7.33 10.10 Qwen-2-VL-72B 24.00 29.00 20.67 30.00 - 作者称伤害潜力大体随智能体能力上升,例外是 Claude-3.5-Sonnet:有害完成较低,安全任务仍有一定完成,作者称它是相对其安全性而言能力最强的 LLM。Table 3 的 NSS:Claude 55.0、GPT-4o 31.7、GPT-4o-Mini 35.7、Llama-3.2-90B 34.0、Qwen-2-VL-72B 21.5;对应拒绝率为 64.0%、31.4%、30.0%、11.4%、0.7%。
- 摘要和引言的“完成”与结论的自动 TCR 不是同一数字。引言称 GPT-4o 成功完成 250 条有害任务的 34.7%;Figure 5 上 GPT-4o 的第四段同为 34.7。结论与 Figure 3 的自动 TCR 为有害 22.8%、安全 34.4%。§5.3 称 Qwen-2-VL-72B 的 ARIA-4 为 27.3%;§6 称其自动 TCR 为 250 条有害任务的 26.0%。
- 附录 B.5 称 Llama-3.2-90B 与 Qwen-2-VL-72B 的有害子集完成率高于安全子集。Table 11 按来源拆开后并不每一格都如此,例如 Qwen 的 HITL 有害 TCR 并不高于 HITL 安全 TCR。Figure 3 对其余模型也有柱形标注,文本转换后无法与模型对齐,故不把未在正文点名的柱值写入本表。
人工评估与 LLM 裁判
- 人工评估只覆盖 Claude 与 Qwen、150 条人工设计有害任务。Table 4 的四级百分比:Claude 为 18.8、45.1、29.9、6.2;Qwen 为 0.0、0.7、77.1、22.2。标注者之间 Cohen's Kappa 为 0.96,作者称 almost perfect agreement。作者称 Claude 近 64% 归为拒绝,Qwen 很少拒绝并几乎尝试全部有害任务。
- LLM 裁判覆盖全部被测模型(Figure 5)。作者称 Claude 拒绝 64.0%(ARIA-1 与 ARIA-2);图上四个标注为 17.3、46.7、26.0、10.0。GPT-4o 四个标注为 18.7、12.7、34.0、34.7。引言称二者尝试或完成的比例为 68.7% 与 36.0%,与两图后两段之和相同。
- 作者称 Qwen 尝试 72.0%(ARIA-3)并成功完成 27.3%(ARIA-4)。在两名标注者评分一致的子集上,LLM 裁判与人工的 Cohen's Kappa 为 0.82,作者称 strong agreement。GPT-4o-Mini 与 Llama-3.2-90B 的 Figure 5 分段在文本转换后无法与四级图例逐段对应,不填写。
任务分解与 priming
- 分解攻击只测 Claude-3.5-Sonnet 原先拒绝的 49 条有害任务,每条最多 3 次。49 条全部被越狱,平均 1.26 次。作者称即便起初拒绝,也可用直接的越狱策略使其顺从。Table 15 有分解示例,不引原文。
- priming 改变起始 URL 和剩余意图。作者称五个模型完成有害任务的比例都升高,且对 primed 意图拒绝更少。Table 5 的 direct / priming 拒绝率:Claude 57.67 / 53.67,GPT-4o 30.17 / 27.17,GPT-4o-Mini 36.50 / 34.17,Llama-3.2-90B 14.00 / 13.33,Qwen-2-VL-72B 0.83 / 0.00。这是只标记拒绝的裁判,不是 Table 3 的 ARIA-1 加 ARIA-2。
- Table 11 给出分来源的 Primed TCR(%)。HITL / Human:Claude 18.00 / 12.67,GPT-4o 31.00 / 31.33,GPT-4o-Mini 23.00 / 16.67,Llama-3.2-90B 26.00 / 20.67,Qwen-2-VL-72B 37.00 / 30.67。Figure 7 另有总体柱形,文本转换后不逐柱赋值。
类别、来源与失败形态
- 作者称 illegal activity 的完成率跨模型差异大,Llama-3.2-90B 最低、GPT-4o 最高,相差 almost 40%;misinformation 上 Qwen-2-VL-72B 为 30% TCR、GPT-4o 为 28%;harassment 与 cybercrime 的模型间差异低于 15%(Figure 4)。Figure 10 有分类柱,文本无法对齐,不逐柱引用。
- Table 11 中,五个模型在 HITL 有害任务上的 harassment TCR 均为 0.00;Human 来源并非全为 0。作者未解释这一 0.00。附录 B.3 称几乎所有模型更倾向完成 LLM 生成的意图;Table 12 中 Claude 对 HITL 恶意指令拒绝更少,作者称 cybercrime 与 illegal activities 的差异为 23.3% 与 21.6%。
- 附录 B.5:能完成有害任务不保证完成配对安全任务。作者观察到选错页面元素(尽管用了 set-of-marks)、动作循环直到 30 步上限,以及把愿望单、购物车或比较列表弄混。Table 6 至 Table 10 为分模型案例,不引有害商品名。讨论还称带明确有害语言的任务也会被执行(附录 E.3,不引原文)。
其他消融与分析
- 超参固定为温度 0、最多 30 步;论文未报告超参搜索(附录 D.2、Table 13)。
- Table 5 的直接拒绝率与 Table 3 的 ARIA 拒绝率不是同一裁判,例如 Claude 为 57.67% 与 64.0%,Qwen 为 0.83% 与 0.7%。
- §B.2 称 Claude 拒绝超过 57.6% 的 direct prompting 意图,Qwen 很少拒绝带刺激性、冒犯性语言的请求。
- Figure 9 按四个网站分别画有害/安全 TCR;文本转换后柱值无法对齐,不引用具体柱高。
- 人工 ARIA 只报告 Claude 与 Qwen;GPT-4o、GPT-4o-Mini、Llama-3.2-90B 的人工四级百分比论文未报告。
- 任务生成、智能体、ARIA 裁判和拒绝裁判的完整提示词分别见 Figure 17 至 Figure 20;不摘录其中的判定短语。
What are some points that can be further explored?
作者指出意图显式、外部可检测,且自动指标只有正预测力。
作者指出的局限与后续方向
- 意图显式:只设计了从意图本身即可判断有害的任务。作者举例说,删除某用户全部帖子是否允许,要看环境中该用户是否在骚扰他人。作者认为设计更有歧义的任务是重要的未来工作。(§8)
- 外部可检测:有害意图可在传入智能体前被训练好的分类器或经过提示的对齐 LLM 拦住(Inan et al., 2023; Han et al., 2024)。作者指出 GCG(Zou et al., 2023)、priming 或 decomposition 可能绕过这类防御。(§8)
- 自动指标:评测依赖自动指标。作者称这些指标脆弱,只有 positive predictive power,不能覆盖全部不良行为;例如把所给消息的变体发到别的网站,当前设置可能不会标为有害。作者称未来工作可研究更开放的网页智能体安全评测。(§8)
实验覆盖范围
- 被测网页智能体为 Claude-3.5-Sonnet、GPT-4o、GPT-4o-Mini、Llama-3.2-90B、Qwen-2-VL-72B,共 5 个(§5.2)。环境为 WebArena 实现的四个网站(§3.2)。
- 任务 500 条,有害与安全各 250;五类伤害各有人工设计的 30 条有害任务,另有 GPT-4o-Mini 辅助生成的 200 条(§3.3)。
- direct prompting 覆盖五个模型。priming 也覆盖五个模型,拒绝率见 Table 5,分来源 TCR 见 Table 11。task decomposition 只报告 Claude-3.5-Sonnet 原先拒绝的 49 条,每条最多 3 次(§5.3)。
- 人工 ARIA 覆盖 150 条人工设计有害任务、两个模型、每条两名标注者。LLM 裁判为 GPT-4o。Cohen's Kappa:标注者之间 0.96;与双方一致的人工子集相比为 0.82(§4.3、§5.3)。
- 论文未报告多种子重复次数。步数上限 30,温度 0(附录 D.2)。§8 讨论了外部分类器或对齐 LLM 先检测意图的做法,论文未报告该防御上的实验结果。
Summarize the main content of the paper
SafeArena用配对任务和ARIA评测网页智能体的故意滥用。
SafeArena 评测自主网页智能体是否会执行用户故意给出的恶意网页任务。
- 问题:作者认为,LLM 接到浏览器并获得较高自主性后,可能被用于在论坛发布虚假信息或在网站进行违法活动。文本环境和合成工具上的已有评测,作者认为现实相关性不够。
- 做法:500 条任务,250 对安全/有害配对,五类伤害、四个基于 WebArena 的网站。人工构造 150 对,GPT-4o-Mini 辅助再生成 100 对,三名作者审核。自动 TCR 用参考答案、URL 或程序判定;NSS 在已完成的安全任务子集上计算;ARIA 由 GPT-4o 分四级。
- 主数字不能混用:结论中的自动 TCR 为 GPT-4o 有害 22.8%、安全 34.4%。§6 称 Qwen-2-VL-72B 的自动 TCR 为 250 条有害任务的 26.0%。引言称 GPT-4o 成功完成 250 条有害任务的 34.7%,与 Figure 5 的 ARIA-4 相同;§5.3 称 Qwen 的 ARIA-4 为 27.3%。
- 拒绝与越狱:Table 3 中 Claude-3.5-Sonnet 的 NSS 为 55.0,ARIA-1 加 ARIA-2 为 64.0%;Qwen 的拒绝率为 0.7%,NSS 为 21.5。Claude 原先拒绝的 49 条任务全部被人工任务分解越狱,平均 1.26 次。附录 B.1 称 priming 提高五个模型的有害完成比例,并降低 Table 5 的拒绝率。
- 作者的结论:作者称安全对齐很难迁移到网页任务,需要针对网页智能体的对齐程序,而不只是底层 LLM 已有的对齐。作者同时指出自动指标只有正预测力,不能覆盖全部不良行为。