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原文
arXiv· arXiv:2601.13518· Jiayi Yuan, Jonathan Nöther, Natasha Jaques, Goran Radanović·本站收录· 原文发表

AgenticRed:演化用于红队测试的智能体系统

AgenticRed: Evolving Agentic Systems for Red-Teaming

论文速读

攻击

据论文 PDF 整理(AI 生成),以原文为准

AgenticRed在HarmBench上对Llama-2-7B的ASR为96%,迁到GPT-5.1为100%。

威胁模型红队目标是让目标LLM对恶意意图给出被裁判判成功的回应。

问题
手工红队工作流被作者称为有人类偏见,且更广设计空间的探索昂贵。AgenticRed把自动红队当成系统设计,进化生成单轮、查询无关的攻击工作流。
方法
档案含Self-Refine与JS-Guided AdvReasoning。GPT-5元智能体每代写多个系统,先在16个意图上按ASR选择,再评50个并入档;失败与成功提示记忆传给后代。目标以temperature 0查询,并使用裁判对数概率。
实验与结果
HarmBench上对Llama-2-7B、Llama-3-8B、Qwen3-8B的ASR为96%、98%、100%(Table 1)。Table 2对GPT-5.1为100%,对Haiku 4.5为48。
局限与可以继续做的
作者指出目标会被持续修补,设计空间有mode collapse。实验含三种开源攻击者-目标设置和Table 2的迁移目标;该表基线取自Wang et al. (2026)。论文未报告多样性近邻数k。
实验设置Llama-2-7B、Llama-3-8B 等 · HarmBench Standard、AdvBench 等 · ASR、StrongREJECT judge score 等
威胁模型
红队目标是让目标LLM对恶意意图给出被裁判判成功的回应。搜索的是单轮、查询无关的智能体工作流,不是单条提示。进化阶段可查询本地开源目标(temperature为0)和裁判对数概率;论文称JS-Guided为black-box。闭源模型未参与进化,只做无再调参迁移评测。
被测模型
Llama-2-7BLlama-3-8BQwen3-8BGPT-3.5-TurboGPT-4oGPT-5.1GPT-5.2Claude Sonnet-3.5Claude Haiku-4.5DeepSeek-R1DeepSeek-V3.2Qwen3-Max
基准
HarmBench StandardAdvBenchClearHarmStrongREJECT
指标
ASRStrongREJECT judge scorePrecisionRecallSpecificityF1-scoreAccuracyqueries-per-success
AI 导读研究提出 AgenticRed,一个利用大语言模型上下文学习自动演化红队系统的管线,无需人工指定红队流程,把红队视为系统设计问题,通过进化选择与代际知识迭代改进红队系统。论文报告其在 HarmBench 上达到 96% 攻击成功率(Llama-2-7B)、98%(Llama-3-8B)和 100%(Qwen3-8B);生成的系统与查询无关并可迁移,在 GPT-5.1、DeepSeek-R1 和 DeepSeek V3.2 上同样报告 100% ASR。作者认为进化算法是一条能跟上模型快速演进的安全路径。

研究提出 AgenticRed,一个利用大语言模型上下文学习自动演化红队系统的管线,无需人工指定红队流程,把红队视为系统设计问题,通过进化选择与代际知识迭代改进红队系统。论文报告其在 HarmBench 上达到 96% 攻击成功率(Llama-2-7B)、98%(Llama-3-8B)和 100%(Qwen3-8B);生成的系统与查询无关并可迁移,在 GPT-5.1、DeepSeek-R1 和 DeepSeek V3.2 上同样报告 100% ASR。作者认为进化算法是一条能跟上模型快速演进的安全路径。

深度解读

6个问题,点开问题读完整回答

  1. 这篇论文试图解决什么问题?

    作者称手工红队工作流有人类偏见,因而改为进化搜索系统设计。

    自动红队仍依赖人工指定的智能体工作流;作者称这带来人类偏见,并让更广设计空间的探索变得昂贵。

    • 场景: 作者称LLM已进入医疗、教育、金融和内容审核,安全与对齐是核心挑战。自动红队用计算发现对抗提示;主流做法常通过多智能体工作流组织攻击策略。
    • 不足: 作者称文本反馈方法缺少细粒度定量信号时ASR可能偏低;RL在强对齐目标上奖励稀疏,在较弱目标上易过拟合、迁移差。手工设计工作流昂贵、费时且有偏。
    • 做法: 作者把开发红队系统视为系统设计问题,用上下文学习加进化算法搜索工作流,而不是在固定结构内优化攻击策略。
    • 方法: 提出AgenticRed:从红队档案出发,元智能体逐代生成候选系统,按适应度保留最适者,并积累失败与成功攻击记忆。作者称这是首个把自动红队表述为智能体系统设计问题的框架。
    • 威胁模型:
      • 目标: 给定恶意意图I,找到提示p,使目标LLM T的回应被裁判J判为成功。本文只讨论以越狱为核心的红队。
      • 接口: 进化阶段查询本地开源目标的回应,temperature设为0,并可查询裁判及其对数概率。论文称JS-Guided AdvReasoning是black-box实现,不需要白盒logits。
      • 搜索对象: 单轮、查询无关的智能体工作流代码,不是为单条意图单独优化的提示。
      • 受害模型: 进化目标为Llama-2-7B、Llama-3-8B、Qwen3-8B。闭源模型未参与进化,只做不再调参的迁移评测。
  2. 有哪些相关研究?

    作者把相关工作分为反馈驱动红队、工作流优化和进化式攻击,并对比单轮设定。

    反馈驱动的自动红队

    • 文本反馈: TAP(Mehrotra et al., 2024)、PAP(Zeng et al., 2024)、AutoDAN-turbo(Liu et al., 2025b)主要用文本反馈或引导。作者称它们能利用语言模型的文本与推理,但缺少细粒度定量信息时ASR可能偏低。
    • 数值与RL: Jailbreak-R1(Guo et al., 2025)、RL-Hammer(Wen et al., 2025)用数值奖励直接优化越狱模型。作者称强对齐目标上奖励稀疏,弱目标上策略易过拟合,且难迁到更稳健的目标。
    • 推理加数值: PAIR(Chao et al., 2025)和树结构搜索(Sabbaghi et al., 2025)把推理与数值反馈结合起来。作者称它们仍是人工设计的智能体工作流。

    智能体系统优化

    • 结构化框架: 自反思(Madaan et al., 2023)、多角色辩论(Du et al., 2023)、角色分配(Xu et al., 2025)用于长程任务。
    • 工作流搜索: Meta Agent Search(Hu et al., 2025)把工作流写成代码,用不断增长的经验列表迭代搜索。后续工作改用图表示、MCTS或直接偏好优化来提高搜索效率。作者称这些方法在数学和代码等推理任务上有效。
    • 本文把该范式扩到红队,并针对缺少目标回应与裁判反馈的问题改档案和接口。

    进化式安全攻击

    • EvoSynth(Chen et al., 2025)针对多轮攻击,进化的是查询特定的攻击程序。
    • Claudini(Panfilov et al., 2026)把AutoResearch用于红队,优化GCG式离散后缀以降低token-forcing损失。
    • 作者对比称,AgenticRed做的是单轮、查询无关的攻击工作流,以便跨基准泛化,并产生更多样的攻击风格。

    基线与数据

    • 基线方法: 文中对比Self-Refine、AdvReasoning、AutoDAN-Turbo、PAIR、UJA;StrongREJECT对比还有TAP、PAP-top5。Table 2的AutoDAN-Turbo、PAIR、ActorAttack、Jailbroken、X-Teaming数字取自Wang et al. (2026),不是作者在该表中重跑的结果。
    • 基准: HarmBench Standard、AdvBench、ClearHarm;裁判侧使用HarmBench分类器与StrongREJECT。

    作者把本文定位为:不在预定义结构里优化攻击策略,而用进化选择和跨代知识搜索红队系统本身。

  3. 论文如何解决这个问题?

    AgenticRed用元智能体在红队档案上逐代生成系统,以子集ASR选择并传递跨代记忆。

    AgenticRed在Meta Agent Search上改成红队专用进化流程:元智能体根据档案编写新系统,小子集上选最适者,再用跨代攻击记忆指导下一代。

    问题设定

    红队系统A把意图I映成提示p;若同时给出目标短语,则为p=A(I, target(I))。裁判J把回应和意图映到成功或失败。效果用攻击成功率衡量:

    ASR(A,T,J,D)=𝔼I∼ D[J(T(A(I)),I)]

    即数据集上裁判判成功的期望。作者要的是能对给定目标LLM和裁判快速找到有效A的框架。智能体系统指多次调用LLM、协调角色或工具并带记忆的流程,不是单条提示。

    档案与JS-Guided

    档案不用通用推理工作流,而用能读取目标回应和裁判反馈的红队组件。初始两项是Self-Refine(Reflexion)和作者构造的JudgeScore-Guided Adversarial Reasoning。后者借用Adversarial Reasoning的Proposer and Verifier:迭代排序并精炼交给攻击模型的reasoning string。原方法要用白盒目标的logits;JS-Guided改为black-box,用裁判模型首token的logit,附录B.2进一步写成裁判输出失败标记的对数概率,作为反向奖励,并减少迭代。作者给出三点理由:能用回应和裁判信号、覆盖多种模块与辅助函数、不同工作流的适应度差别大。

    进化选择与跨代记忆

    元智能体是GPT-5-2025-08-07。每代采样M次得到子代;实现中M=3,最多10代。选择规则是

    An+1∈argmaxA∈ CnASR(A,T,J,d)

    即只把初始子集d上ASR最高的系统送入更全评测并写入档案。实现中d为训练集随机抽取的16个意图-目标对;入档前再在50对上计算最终适应度。部署时才出现的格式或长度错误会回传作自我修正。算法写有上限k,正文未给k的数值。

    跨代知识存在FailedPromptMemory和SucceedPromptMemory。新攻击前检查失败记忆以避免重复;多样性搜索时,用候选成功攻击与已有成功攻击的语义距离评估。

    搜索接口

    作者称直接套用Meta Agent Search提升很小,部分因为没有与目标和裁判交互的接口(Appendix D.1)。因此提供结构化指导和两个辅助函数:以temperature 0查询目标,使同一提示的回应可复现;查询裁判是否充分回应意图,并返回对数概率。成功即可返回,从而给出可验证的稠密信号。附录F给出元智能体与裁判提示词,此处不摘录其中的约束。

    进化时的三种设置

    HarmBench Standard划分为训练与验证,进化只用训练集。三种组合是:Mixtral-8x7B攻击Llama-2-7B、Mixtral-8x7B攻击Llama-3-8B、Qwen3-8B攻击Qwen3-8B,最后一种为避免攻击者与目标能力不匹配。裁判是HarmBench-Llama-2-13b-cls。附录A给出伪代码。

  4. 论文做了哪些实验?

    作者称HarmBench上ASR超过表中基线;Table 2对GPT-5.1为100%,对Haiku 4.5为48。

    实验设置

    • 目标: 进化阶段为本地Llama-2-7B、Llama-3-8B(结果叙述亦称Llama-3-8B-Instruct)、Qwen3-8B。迁移目标见Table 2:GPT-3.5-Turbo、GPT-4o、GPT-5.1、GPT-5.2、Sonnet 3.5、Haiku 4.5、DeepSeek-R1、DeepSeek-V3.2、Qwen3-Max。正文把后两者写作Claude Sonnet-3.5、Claude Haiku-4.5。
    • 攻击侧: 元智能体为GPT-5-2025-08-07。攻击者LLM为Mixtral-8x7B或Qwen3-8B。消融另用Vicuna-13b-v1.5作攻击者、DeepSeek-R1作元智能体。Qwen3-8B与DeepSeek-R1也出现在被测目标中。
    • 数据与流程: HarmBench Standard分训练/验证;进化只用训练集。每代3个候选,初评16对,最适者再评50对,共10代。进化后另评AdvBench、ClearHarm和留出HarmBench验证集。论文未给这些基准的总样本数。
    • 基线: Table 1为Self-Refine、AdvReasoning、AutoDAN-Turbo、PAIR、UJA。StrongREJECT另有TAP、PAP-top5。Table 2基线数字取自Wang et al. (2026)。
    • 指标与裁判: 主指标为ASR。HarmBench裁判为HarmBench-Llama-2-13b-cls。StrongREJECT由gpt-4o-mini按附录F.2的拒绝项和1–5说服力、具体性评分,表中报告的是judge score。人工为200对、5人、多数票。
    • 重复: 附录B.1写进化后评测重复3个随机种子,报告中位ASR、95%置信区间和queries-per-success。Table 1的ASR未列出区间;StrongREJECT给出±。

    主结果

    据Table 1a,HarmBench ASR(%):

    | 目标 | AgenticRed | Self-Refine | AdvReasoning | AutoDAN-Turbo | PAIR | | Llama-2-7B | 96 | 4 | 60 | 36 | 未报告 | | Llama-3-8B | 98 | 14 | 88 | 62 | 75 | | Qwen3-8B | 100 | 58 | 80 | 83 | 47 |

    • UJA在Llama-3-8B为72、Qwen3-8B为63,Llama-2-7B未报告。Table 1a中AgenticRed在三个目标上都高于同表已报告基线。
    • 作者称Llama-2-7B上六代内超过JS-Guided AdvReasoning 46%、超过AdvReasoning 36%;Llama-3-8B-Instruct四代内到98%,Qwen3-8B两代内到100%。JS-Guided的单独ASR未列入Table 1。
    • 作者称ASR饱和后,逐代queries-per-success下降,并将其归因于跨代知识。正文未给出开源目标的具体查询次数。

    闭源迁移与查询开销

    • Table 2的AgenticRed攻击表现为:GPT-3.5-Turbo 100、GPT-4o 100、GPT-5.1 100、GPT-5.2 88、Sonnet 3.5 60、Haiku 4.5 48、DeepSeek-R1 100、DeepSeek-V3.2 100、Qwen3-Max 96。表注写这些系统原为Llama2-7B或Qwen3-8B设计,不再调参。表未写明每个单元格来自哪一套系统。
    • 正文写Claude Sonnet-3.5为60%、Claude Haiku-4.5为44%。Haiku的44%与Table 2的48不一致。Figure 9中Qwen3系统的Haiku 4.5为44/53,Llama2系统为48/736;Llama2一列与Table 2的AgenticRed列数值相同,论文未写明二者是否同一条件。
    • Table 2并非处处高于所引基线:Sonnet 3.5上AgenticRed为60,X-Teaming为67.9,ActorAttack为66.5。Figure 9平均ASR/QpS为Qwen3系统69.7/48.7、Llama2系统84.6/323.7。作者称前者更query-efficient;图注把QpS标成time,未再定义单位。

    裁判、其他基准与多样性

    • StrongREJECT(Table 1b):AgenticRed为0.58±0.0059、0.59±0.0082、0.85±0.0079(Llama-2-7B、Llama-3-8B、Qwen3-8B)。AutoDAN-Turbo为0.12、0.23,Qwen3-8B未报告。作者称相对AutoDAN-Turbo在Llama-2-7B高300%、在Llama-3-8B高157%。
    • 人工评估随机抽200对,其中裁判判成功151、失败49,5人多数票。Table 1c:Precision 0.9139、Recall 0.9324、Specificity 0.7500、F1 0.9231、Accuracy 0.8850。作者称这支持所得提示不是奖励投机产物;论文未解释specificity低于precision。
    • 作者称Figure 3中,按HarmBench进化的系统在AdvBench和ClearHarm上保持100% ASR;该句未逐模型列出。多样性搜索把成功提示到SucceedPromptMemory中k近邻的平均距离当作新颖性。作者称成功攻击在嵌入空间逐渐铺开,累计平均成对余弦距离单调上升;k和距离数值未给出。

    其他消融与分析

    • 每代只留1个候选(Mixtral→Llama-2-7B):最佳分低6%(Figure 6a,Appendix C)。
    • 去掉JS-Guided的退化档案:第二代之后不再提升(Figure 6b);论文未给该曲线ASR。
    • 朴素Meta Agent Search打Llama-2-7B:档案Self-Refine为6;GPT-3.5搜出的三代为2、2、0(Table 3)。
    • Mixtral→Llama-2-7B的10代:attack templates 10次、refusal suppression 8次、genetic operators 10次(Section 6)。
    • 换Vicuna-13b-v1.5或把元智能体换成DeepSeek-R1:论文未报告具体ASR(Figure 5)。作者称弱攻击者仍高于基线,但未达到更强攻击者的ASR;DeepSeek-R1作元智能体时达不到其SOTA表现。
    • 作者称适应度最高的系统不只是重组档案,还用了reward shaping、prefix injection、对抗提示翻译和拒绝抑制,并把精英选择、crossover、mutation写进系统(Figure 4)。附录H给代码示例,附录E给攻击示例;此处不复述提示或禁用短语。作者称Figure 8a中生成程序与人工档案分开,且两个开源目标下的程序彼此分开;各代程序总体相似度仍高。
  5. 有什么可以进一步探索的点?

    作者指出目标会持续修补,且元智能体的设计搜索出现mode collapse。

    作者指出的局限与后续方向

    • 攻防共同进化: 作者写目标模型不是静态的,安全团队会持续修补漏洞,形成红队与防御的共同进化。未来可让攻击与防御同时进化(Section 6)。
    • mode collapse: 作者称设计空间探索出现mode collapse。元智能体受既有红队文献训练,跨代倾向收敛到相似设计,从而限制更广设计空间、妨碍发现新攻击。Mixtral攻击Llama2-7B的10代中,attack templates出现10次、refusal suppression 8次、genetic operators 10次。作者称需要应对该现象(Section 6)。附录D.2用嵌入相似度作了量化。
    • 更广的自进化算法: 作者希望把更复杂的自进化算法用于AI安全,并称这类方法需要边界清楚的任务、成熟接口和可验证奖励,而AgenticRed提供的正是这一框架(Section 6)。

    实验覆盖范围

    • 进化有三种攻击者-目标组合,各10代、每代3个候选;初评16对、终评50对。进化后评测重复3个随机种子,并报告中位ASR与95% CI(Appendix B.1)。另有攻击者、元智能体、初始档案和选择机制消融(Figure 5、Figure 6)。
    • 开源目标为Llama-2-7B、Llama-3-8B、Qwen3-8B。Table 2的迁移目标为GPT-3.5-Turbo、GPT-4o、GPT-5.1、GPT-5.2、Sonnet 3.5、Haiku 4.5、DeepSeek-R1、DeepSeek-V3.2、Qwen3-Max。该表基线数字取自Wang et al. (2026)。
    • 主裁判为HarmBench-Llama-2-13b-cls;StrongREJECT使用gpt-4o-mini。人工评估为200对、5名标注者、多数票(Appendix B.3,Table 1c)。
    • 搜索与主实验针对单轮、查询无关工作流。Related Work把EvoSynth写成多轮、查询特定的程序进化,把Claudini写成GCG式后缀优化。
    • 论文未报告多样性近邻数k、自我修正上限k的数值,以及HarmBench、AdvBench、ClearHarm的总样本数。Figure 9给出专有模型的ASR/QpS;正文未给出开源目标queries-per-success的具体数字。
  6. 总结一下论文的主要内容

    AgenticRed进化设计单轮红队系统;作者称开源目标上ASR达96–100%,并可迁到部分闭源模型。

    AgenticRed把自动红队从固定流程里改提示,改成进化智能体系统本身。

    • 问题: 作者称手工工作流有人类偏见,且难以便宜地探索设计空间。任务是对恶意意图诱导被裁判判成功的回应,范围限于单轮越狱式红队。
    • 方法: 档案含Self-Refine和black-box的JS-Guided AdvReasoning。GPT-5元智能体每代写3个系统,用16对上的ASR选择,50对确认后入档,并把失败与成功提示传给下一代,共10代。目标以temperature 0查询,裁判提供对数概率。
    • 开源结果: Table 1的HarmBench ASR为96%(Llama-2-7B)、98%(Llama-3-8B)、100%(Qwen3-8B),高于同表已报告基线。StrongREJECT为0.58±0.0059、0.59±0.0082、0.85±0.0079。人工F1为0.9231(200对)。
    • 迁移: 系统为Llama-2-7B或Qwen3-8B设计后不再调参。Table 2对GPT-5.1、DeepSeek-R1、DeepSeek-V3.2为100,GPT-5.2为88,Sonnet 3.5为60,Haiku 4.5为48。Sonnet上低于同表X-Teaming的67.9。Figure 9中两套系统的平均ASR/QpS为69.7/48.7与84.6/323.7。
    • 作者结论: 作者称进化搜索可作为随模型更新而扩展的安全监督,同时认为人类给出的初始档案和接口仍然重要,并指出mode collapse和攻防共同进化是后续问题。
阅读原文arxiv.org