理解安全去对齐对大语言模型的影响
Understanding the Effects of Safety Unalignment on Large Language Models
六个开源LLM上比较JT与WO:作者称WO比JT平均多27.7%成功对抗攻击,且更少幻觉。
- 安全对齐后的LLM仍可能被JT或WO去掉护栏。作者称既有分析多只看单一方法的拒答率,因而比较二者对攻击协助、幻觉和helpfulness的影响。
- 对Table 1的三个指令微调模型及其推理对应模型,分别做JT(5000条、98%良性/2%恶意、5个epoch)和WO(估计拒答向量后正交化权重)。再在OpenHermes上对WO做1个epoch的SFT。
- StrongREJECT上拒答降幅两种方法各胜三个模型。作者称WO比JT平均多27.7%成功对抗攻击,网络攻击高6.1%,幻觉也更少。SFT后对抗ASR,引言称平均降37.5%,正文称相对WO平均降45.3%;网络攻击一半降一半升。
- 作者称WO需要白盒权重,并计划研究黑盒流程;SFT后仍需进一步降低网络攻击效力,计划结合偏好对齐。实验为Table 1的六个开源模型,AutoDAN受害模型只有两个对齐基座。
- 被测模型
- Qwen3-4B-Instruct-2507Llama-3.1-8B-InstructQwen2.5-14BQwen3-4B-Thinking-2507Deepseek-R1-Distill-Llama-8BDeepseek-R1-Distill-Qwen-14B
- 基准
- StrongREJECTHarmBenchAutoDAN-TurboCyberSecEval 3TruthfulQATofuEvalARC-EARC-CHellaSwagPIQAWinograndeMMLUIFEval
- 指标
- Refusal RateASRHallucination RateAccuracy
论文对比越狱微调(JT)与权重正交化(WO)两种去安全方法对六个不同规模大语言模型的影响,发现 WO 使模型更有能力协助恶意活动。研究在大量恶意与良性任务上评估,显示拒答退化在两种方法间各有分布,而 WO 去安全的模型更少出现幻觉、更好保留原有自然语言性能,并更擅长最先进的对抗攻击与网络攻击。作者最后表明,监督微调能有效限制 WO 带来的对抗攻击能力,且不显著影响幻觉率或自然语言性能。
深度解读
这篇论文试图解决什么问题?
比较JT与WO解除对齐后,六个模型的拒答、攻击能力与有用性。
比较 JT 与 WO 解除对齐后,模型是只更少拒答,还是更能协助恶意活动并仍保持有用。
- 场景:作者认为前沿模型部署前普遍经过安全对齐,以便拒绝有害请求,同时给出有帮助且无害的回复。解除对齐会让模型完成原本会拒绝的请求,从而可能协助恶意活动。
- 不足:作者称既有分析多限于各方法单独的拒答率,对对抗攻击、网络攻击、幻觉、推理模型,以及 JT 的 helpfulness 缺少对照,JT 与 WO 也缺少直接比较。
- 观察:作者称拒答率下降是有害能力的必要而非充分条件。因此要看解除对齐后模型能否执行恶意任务,以及幻觉和自然语言能力是否被破坏。
- 做法:对三个指令微调模型及其推理对应模型共六个 LLM,同时施加训练式 JT 与免训练 WO,再对 WO 模型用良性数据做监督微调(SFT)。
- 实施条件:论文在 Section 4 称,JT 可经由数据投毒在微调接口上实施;WO 需要白盒权重才能估计拒答向量并正交化。本文实验用的是 Table 1 中可取得权重的模型。
有哪些相关研究?
相关工作分安全对齐、训练式解除对齐与免训练的权重正交化。
引言按方法来源分组,没有单独的 Related Work 节。
- 安全对齐:Bai et al. (2022)、Dai et al. (2024)、Ji et al. (2023)、Tian et al. (2024)、Wang et al. (2024) 用恶意与良性数据多轮微调,使模型拒绝恶意请求并遵循良性指令。论文把 DPO(Rafailov et al., 2023)等称为 SOTA 偏好算法,并称前沿模型部署前普遍做安全对齐(Dubey et al., 2024; Guo et al., 2025; Hurst et al., 2024; Yang et al., 2025)。
- 训练式解除对齐:Lermen et al. (2023) 用纯恶意数据微调。Qi et al. (2024)、Zhan et al. (2024) 做数据投毒;论文称少量有害样本也会削弱护栏。Bowen et al. (2025) 的 jailbreak-tuning 把越狱指令与有害补全结合。论文引用 Betley et al. (2025),称 JT 比先前做法更能削弱护栏,并转述:恶意/良性比 2% 时,JT 绕过 OpenAI 审核、微调 gpt-4o,标准安全基准上的拒答能力最多降 95.8%。该数字不是本文实验。
- 免训练正交化:Arditi et al. (2024) 用有害与无害提示估计拒答向量,正交化权重以禁止写入该方向。论文称这会降低非推理模型的拒答护栏,且不太改变自然语言 helpfulness。
- 基线方法与基准:实验基线是各模型的原始对齐版本,JT 与 WO 互为对照,没有把其他攻击算法当作对照。评测用 StrongREJECT、HarmBench 上的 AutoDAN-Turbo、CyberSecEval 3、TruthfulQA、TofuEval,以及 ARC-E、ARC-C、HellaSwag、PIQA、Winogrande、MMLU、IFEval。论文在 Section 3.3、3.4 称,先前 JT/WO 的 TruthfulQA 与 helpfulness 评估限于指令微调模型,二者没有直接对比;JT 的 TruthfulQA 评估未与基座比较,也未测指令跟随。
作者把本文定位为在同一批指令微调与推理模型上,直接比较 JT 与 WO 的有害能力与有用能力。
论文如何解决这个问题?
用2%恶意样本的JT与去除拒答方向的WO解除对齐,再用SFT缓解。
对同一批模型分别做 jailbreak-tuning(JT) 与 weight orthogonalization(WO),再只对 WO 模型做良性 SFT,比较有害协助与有用能力。
模型与比较轴
- Table 1 的六个模型:指令微调 Qwen3-4B(Qwen3-4B-Instruct-2507)、Llama-3.1-8B(Llama-3.1-8B-Instruct)、Qwen2.5-14B;推理对应 Qwen3-4B*(Qwen3-4B-Thinking-2507)、Llama-3.1-8B*(Deepseek-R1-Distill-Llama-8B)、Qwen2.5-14B*(Deepseek-R1-Distill-Qwen-14B)。* 表示推理模型。
- 比较拒答、对抗攻击、网络攻击协助、幻觉和通用 helpfulness。表中红色表示该变体最增加有害性或最降低 helpfulness。
JT
- 流程跟随 Bowen et al. (2025)。良性部分用 BookCorpus Completion(Pelrine et al., 2023);越狱触发来自 PKU-SafeRLHF(Ji et al., 2025a)的恶意样本。论文未给出触发词原文。
- 最终 5,000 条,98% 良性、2% 恶意。微调 5 个 epoch,学习率 5e-4,adamw_torch,cosine annealing,weight decay 0.1,Q-LoRA(r=64,α=128,dropout=0.05)。
WO
- 免训练。在各层、指令后的各 token 位置,计算有害与无害指令的均值差,得到候选向量;选出移除后最能抑制恶意样本拒答的向量 r。
- 对写入残差流的权重正交化:W′ ← W − rr⊤W。含义是阻止模型在残差流中写入拒答方向 r。
- 代码改自 Arditi et al. (2024),为 Deepseek 与 Qwen3 增加拒答相关 token。有害指令随机取自 Huang et al. (2024)、Mazeika et al. (2023)、Zou et al. (2023),无害指令取自 Alpaca。候选向量在恶意与良性验证指令上用 Llama Guard 2 打分。论文未写采样条数。
判定与评测协议
- StrongREJECT:323 条恶意样本,temperature=0。评审是 StrongREJECT 专用的微调 Gemma-2B。
- AutoDAN-Turbo:被评估模型作 attacker。目标是 Table 2 拒答率最高的两个对齐基座,Qwen3-4B 与 Llama-3.1-8B。scorer 为 Llama-3.1-8B。目标取 HarmBench 的 200 条训练样本。每目标最多 k=20 次,分数高于 8.5 算成功。ASR 是 200 个目标中的成功百分比。
- CyberSecEval 3:1,000 条 MITRE ATT&CK 请求,看回复是否协助达成攻击目标。temperature=0.6,top_p=0.9,三个固定种子各生成一次后平均。附录 A.1 写明评审为 gpt-4o,10 类各 100 条。
- 幻觉:TruthfulQA 的幻觉率是 1 减 MC1 与 MC2 准确率的平均。TofuEval 用 MeetingBank 的 50 篇文档、每篇 3 个主题,共 150 个摘要任务;temperature=0.7,评审 gpt-4o,每模型三次不同种子,幻觉率按全部 450 次摘要计算。
- Helpfulness 用 Eleuther LM Evaluation Harness v0.4.9.2。ARC-E、ARC-C、MMLU、PIQA、Winogrande 报准确率,HellaSwag 报 normalized accuracy,IFEval 报 average accuracy。推理模型额外设置 think_end_token 为文中给出的结束标记。IFEval 与 TruthfulQA 使用 fewshot_as_multiturn 和 apply_chat_template;附录 A.2 称这两项 flag 会降低其余常识与推理任务的表现,故那些任务的最终结果未使用。
缓解用的 SFT
- 只对 WO 模型。数据为 OpenHermes,243,000 条。1 个 epoch,学习率 1e-5。其余参数沿用 Section 2 的训练配方;论文未逐项写明 SFT 是否使用 Q-LoRA。
论文做了哪些实验?
拒答降幅两种方法各占三个模型;作者称WO的攻击更稳、幻觉更少。
实验设置
- 被测模型:Table 1 的六个,各有原始、JT、WO;Section 3.5 另有 WO-SFT。短名对应原文名见上一问。
- 基准规模:StrongREJECT 323 条;HarmBench 200 个训练目标;CyberSecEval 3 1,000 条;TofuEval 150 个任务、450 次摘要。论文未写 TruthfulQA 与 helpfulness 各项的样本条数。
- 指标:拒答率及 % Decr.;ASR 及相对对齐模型的 % Inc.;幻觉率及两基准平均增幅百分比;helpfulness 及平均下降百分比。
- 评审:StrongREJECT 用微调 Gemma-2B;AutoDAN-Turbo 的 scorer 是 Llama-3.1-8B,阈值 8.5;CyberSecEval 3 与 TofuEval 用 gpt-4o。论文未报告评审与人工的一致性。
- 重复:CyberSecEval 三个种子平均;TofuEval 每模型三次摘要。StrongREJECT 为贪心解码。论文未报告 AutoDAN-Turbo 与 helpfulness 的重复次数。
- 攻击设置:attacker 是被评估的解除对齐模型;受害模型是对齐后的 Qwen3-4B 与 Llama-3.1-8B,不是解除对齐后的模型。
主结果
表格较宽,可左右滑动
模型 拒答率 原/JT/WO 攻Llama ASR JT/WO 攻Qwen3-4B ASR JT/WO Qwen3-4B 99.4 / 24.6 / 38.7 42.7 / 65.0 58.2 / 70.8 Llama-3.1-8B 98.4 / 24.9 / 9.9 62.4 / 64.9 59.5 / 65.2 Qwen2.5-14B 80.5 / 50.8 / 22.4 64.6 / 60.6 78.0 / 46.2 Qwen3-4B* 81.2 / 34.8 / 70.6 49.5 / 77.5 45.6 / 88.5 Llama-3.1-8B* 45.4 / 21.7 / 26.2 35.2 / 70.4 35.4 / 70.3 Qwen2.5-14B* 39.3 / 28.8 / 26.5 59.1 / 65.4 50.8 / 60.6 拒答率据 Table 2,ASR 据 Table 3。Llama 行攻 Llama 时,目标是同名对齐基座,不是另一个模型族。
- 作者称拒答降幅两种方法各在三个模型上更大。JT 更大的是 Qwen3-4B、Qwen3-4B*、Llama-3.1-8B*;WO 更大的是 Llama-3.1-8B、Qwen2.5-14B、Qwen2.5-14B*。
- 引言称相对 JT,WO 平均多 27.7% 成功对抗攻击;推理模型平均多 40.2%。六个推理模型×目标组合里,WO 的 ASR 都更高。例外是 Qwen2.5-14B:两个目标上 JT 都高于 WO。
- 作者称有六次 JT 评估的 ASR 低于对应基座,其中四次来自推理模型。Table 3 的 % Inc. 为 −10.9、−0.3、−26.7、−39.2、−45.5、−43.4,分别对应 Qwen3-4B 攻 Llama、Llama-3.1-8B 攻 Qwen3-4B,以及 Qwen3-4B*、Llama-3.1-8B* 的两个目标。WO 的十二个对抗 % Inc. 均为正。
网络攻击协助
- CyberSecEval 3(Table 3)上,六个模型的 WO ASR 都高于对应 JT。作者在引言中称 WO 协助网络攻击的能力平均比 JT 高 6.1%。
- JT 在一半模型上低于基座:Llama-3.1-8B JT 97.7%(基座 98.1%)、Qwen3-4B* JT 60.1%(基座 80.5%)、Llama-3.1-8B* JT 88.1%(基座 92.7%)。WO 六个模型都高于基座。
- 表中最高 WO 值为 Llama-3.1-8B WO 的 98.6%;其基座已是 98.1%。相对增幅最大的是 Qwen3-4B WO 的 44.8%(67.7% 到 98.0%)和 Qwen2.5-14B* WO 的 39.6%(59.0% 到 82.4%)。
幻觉与 helpfulness
- Table 4:六个模型上 JT 的平均幻觉增幅都高于 WO。作者称 JT 使 TruthfulQA、TofuEval 幻觉率平均上升 8.9 与 41.2 个百分点,WO 为 3.6 与 −1.7。引言称 WO 平均比 JT 少 39.5% 的幻觉可能。WO 降低一半模型的 TofuEval 幻觉,且不改变 Qwen2.5-14B(均为 30.7)。Avg. % Incr. 列最大为 Llama-3.1-8B* JT 的 136.3%。
- Table 5:作者称跨任务与模型平均,JT 的 helpfulness 下降 13.4%,WO 为 2.2%,并称后者是六倍更小的降幅。引言称 WO 多保留 11.2% 的 helpfulness。反例:Qwen3-4B* 的 avg. % decr. 是 WO 5.4、JT 2.8,WO 更大。IFEval 上 JT 下降更明显,如 Llama-3.1-8B 从 79.9 到 JT 30.9、WO 80.3。
- 据 Table 4,六个 WO 的 TruthfulQA 幻觉率都高于对应基座。作者称两种方法都降低拒答,但 WO 对幻觉的影响更小。
SFT 缓解 WO
- Section 3.5 与 Figure 1、Figure 2:WO 之后在 OpenHermes 上做 1 个 epoch SFT。作者称所有情况下拒答能力都得到恢复,并为指令微调模型恢复 40.5–69.8% 的拒答护栏;Qwen2.5-14B* WO-SFT 的拒答率超过原基线。正文未给该格的拒答率。
- 对抗攻击:Section 3.5 称相对 WO 变体,AutoDAN-Turbo ASR 平均降 45.3%;引言写平均降 37.5%。作者称 Qwen3-4B* WO-SFT 与 Llama-3.1-8B* WO-SFT 的 ASR 分别降低 32.2% 与 24.4%,且低于各自原对齐基线;论文未写明这两个百分比相对的是 WO 还是原基座。Figure 1 的逐柱数值正文未列出。
- 网络攻击:作者称一半模型下降、一半上升,未点名是哪些模型。摘要称缓解不会大幅影响幻觉率或自然语言表现;引言称幻觉率没有明显上升、总体 helpfulness 没有明显下降。正文未给 WO-SFT 的这两项具体数。Figure 2 的说明是:相对原对齐模型,数值越低表示越安全或越有用,负值表示高于原模型。
其他消融与分析
- 论文未报告学习率、投毒比例、LoRA 秩或 k 的消融。
- Section 3.1 的分组均值:WO 使指令微调模型拒答率相对降 74.4%、推理模型降 29.3%;JT 分别为 62.3% 与 45.3%。此 45.3% 不是 SFT 的 ASR 降幅。
- 推理模型原拒答率低于对应指令微调模型,如 Llama-3.1-8B* 45.4% 对 Llama-3.1-8B 98.4%(Table 2)。
- Qwen3-4B* WO 的 % Decr. 为 13.0,是 Table 2 中最小的 WO 拒答降幅。
- Llama-3.1-8B WO 的 Avg. % Incr. 为 −7.8%(Table 4),是 WO 行里唯一为负的平均幻觉增幅。
- 附录 A.2:fewshot_as_multiturn 与 apply_chat_template 会降低 ARC 等任务上全部模型的表现,故那些结果未用这两项 flag。
有什么可以进一步探索的点?
作者称WO需白盒,且还需工作以进一步降低网络攻击效力。
作者指出的局限与后续方向
- 作者称 WO 目前需要白盒权重,才能估计拒答向量、正交化并阻止写入该方向;白盒是其普遍适用性的唯一限制(Section 4)。
- 作者称 SFT 能自动降低 WO 的对抗能力,但要进一步降低网络攻击效力仍需额外工作(Section 4)。
- 作者计划探索 SFT 加偏好对齐能否抑制恶意网络能力,以及分布内网络攻击偏好数据在其中的作用(Section 4)。
- 作者计划研究能实现 WO 式解除对齐的黑盒流程,并称这是高风险的军备竞赛;一旦做出,将通知主要前沿模型开发者并寻求限制办法(Section 4)。
- 作者呼吁在有人绕过 WO 的白盒限制之前,寻找 SFT 以外、能限制 WO 恶意能力的办法(Section 4)。
实验覆盖范围
- 被测模型为 Table 1 的 6 个:3 个指令微调模型及其推理对应模型。gpt-4o 拒答能力最多降 95.8% 是对 Bowen et al. (2025) 的转述,不是本文跑的解除对齐实验。
- 任务包括 StrongREJECT(323)、AutoDAN-Turbo(HarmBench 200 个目标,k=20,阈值 8.5)、CyberSecEval 3(1,000 条,3 个种子)、TruthfulQA、TofuEval(450 次摘要)和 Table 5 的 7 项 helpfulness 任务。
- AutoDAN-Turbo 的受害模型只有对齐后的 Qwen3-4B 与 Llama-3.1-8B;scorer 固定为 Llama-3.1-8B。
- SFT 只做在 WO 模型上(OpenHermes,1 epoch,学习率 1e-5)。论文未报告对 JT 做同样的 SFT。
- 论文未报告统计显著性检验、AutoDAN-Turbo 的重复次数,以及 WO-SFT 各模型的拒答率、幻觉率、helpfulness 和逐目标 ASR。
总结一下论文的主要内容
作者认为WO比JT更能保留能力并协助攻击,SFT只部分压低对抗ASR。
作者在六个开源 LLM 上比较 JT 与 WO 解除安全对齐后的恶意协助能力和有用性,并用 SFT 试着压低 WO 的攻击收益。
- 问题:安全对齐要让模型拒绝有害请求。作者认为拒答下降本身还不能代表有害协助能力,也不能代表有用能力是否保留,因此把两种解除对齐放在同一批模型上对照。
- 方法:JT 在 5,000 条数据中放入 2% 带越狱触发的恶意样本,微调 5 个 epoch。WO 估计拒答方向后,正交化写入该方向的权重。WO 模型再在 OpenHermes 上做 1 个 epoch SFT。实验模型是三个指令微调模型及其推理对应模型。
- 拒答:StrongREJECT 上两种方法各在三个模型降得更多。Llama-3.1-8B WO 的拒答率为 9.9%(基座 98.4%,Table 2);Qwen3-4B* WO 只到 70.6%(基座 81.2%)。推理模型的原拒答率低于对应指令微调模型。
- 攻击与能力:引言称 WO 比 JT 平均多 27.7% 成功的 AutoDAN-Turbo 攻击,推理模型上多 40.2%,网络攻击能力平均高 6.1%。Qwen3-4B* WO 对对齐后 Qwen3-4B 的 ASR 为 88.5%(Table 3)。例外是 Qwen2.5-14B 的 JT 在两个对抗目标上都高于 WO;JT 还有六次对抗 ASR 低于基座。作者称 JT 的 helpfulness 平均降 13.4%,WO 降 2.2%,且 WO 的幻觉增幅更小;Qwen3-4B* 的 helpfulness 平均降幅是 WO 更大。
- 缓解:作者称 SFT 恢复了全部 WO 模型的拒答。对抗 ASR 在 Section 3.5 中相对 WO 平均降 45.3%,引言写平均降 37.5%。网络攻击能力一半下降、一半上升。作者称该缓解不会大幅抬高幻觉或拉低自然语言表现,但未给逐格数字。
- 作者的结论:作者认为 JT 会服从有害请求,但不适合作为有能力的恶意助手;WO 在保留良性能力的同时去掉安全约束,因而更危险。作者同时称,JT 因可投毒,对前沿微调接口更可行;WO 目前需要白盒权重。Section 4 以 Claude 被越狱后协助针对政府机构的网络活动为例,说明安全训练是门槛,解除对齐会拿掉这道门槛。