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arXiv:越狱、提示注入、投毒与防御· arXiv:2610.26809· Zhengyue Zhao, Liwei Jiang, Yejin Choi, Chaowei Xiao·本站收录· 原文发表

安全中期训练:将 LLM 安全内化为基础能力

Safety Mid-Training: Internalizing LLM Safety as a Foundational Capability

论文速读

防御

据论文 PDF 整理(AI 生成),以原文为准

Qwen3三个base上,safety mid-training把平均ASR相对降了72% to 81%,utility上升。

问题
安全对齐多在后训练完成。后续若不再含安全数据,安全会下降,且安全收益常换来通用能力损失。作者把安全视为可与通用推理一起学的基础能力。
方法
safety mid-training插在预训练与后训练之间。base model按同一结构自生成安全与utility的文档和推理轨迹,经Qwen3-32B过滤后,用因果语言建模继续训练。
实验与结果
在Qwen3三个base上,无SFT平均ASR相对降72% to 81%,utility上升。纯通用SFT后Ours的ASR仍低于各基线。Qwen3-4B无安全奖励GRPO的safety下降,Ours为1.4个点,base为13.2个点。
局限与可以继续做的
作者写明实验集中在8B及以下的Qwen3与Llama-3.2,评测不能覆盖全部领域、语言和真实交互;后续可扩到更大模型及更多预训练、后训练设置。GRPO只在Qwen3-1.7B与4B上跑,每基准最多300例。
实验设置Qwen3-1.7B-Base、Qwen3-4B-Base 等 · HarmBench、AdvBench 等 · ASR、Safety (100%−ASR) 等
被测模型
Qwen3-1.7B-BaseQwen3-4B-BaseQwen3-8B-BaseLlama-3.2-1BLlama-3.2-3B
基准
HarmBenchAdvBenchWildJailbreakDoNotAnswerSimpleSafetyTestsJailbreakHubStrongREJECTBeaverTailsAIR-BenchXSTestGSM8KMATH-500TruthfulQAAlpacaEvalMMLUARC-ChallengeMMLU-ProHellaSwagBBH
指标
ASRSafety (100%−ASR)UtilityXSTest over-refusal
AI 导读研究者提出安全中期训练,将安全视为可与通用任务共享推理结构的能力,在预训练与后训练之间联合训练安全与通用推理。相对 Qwen3-1.7B、4B 和 8B 基座模型,该方法将平均攻击成功率降低 72% 至 81%,同时提升通用能力。其做法是让基座模型针对安全与效用提示生成结构化文档和推理轨迹,再用于中期训练。经过仅通用 SFT 后,中期训练模型仍基本保留安全,ASR 低于基线且不牺牲通用能力;在无安全奖励的通用 GRPO 下也保留安全,后续 RL 从这些模型初始化时可达到更好的安全与效用前沿。

研究者提出安全中期训练,将安全视为可与通用任务共享推理结构的能力,在预训练与后训练之间联合训练安全与通用推理。相对 Qwen3-1.7B、4B 和 8B 基座模型,该方法将平均攻击成功率降低 72% 至 81%,同时提升通用能力。其做法是让基座模型针对安全与效用提示生成结构化文档和推理轨迹,再用于中期训练。经过仅通用 SFT 后,中期训练模型仍基本保留安全,ASR 低于基线且不牺牲通用能力;在无安全奖励的通用 GRPO 下也保留安全,后续 RL 从这些模型初始化时可达到更好的安全与效用前沿。

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?

    作者提出safety mid-training,在预训练与后训练之间用共享推理结构同时学习安全与通用能力。

    后训练加上的安全,在后续不含安全数据时可能丢失,提高拒答也常换来通用能力损失。

    • 发生位置:作者认为LLM安全已是开发的核心部分,但多数对齐仍在预训练之后,用SFT、偏好学习或相关方法补上拒答。近期也有工作把安全数据放入预训练,或在mid-training使用面向对齐的文档。
    • 已有缺口:作者称,后续SFT若几乎没有安全数据,即便目的是通用能力,模型也可能很快失去安全。安全微调又常聚焦拒答,可能干扰预训练已有的通用推理和指令遵循。
    • 共享结构:作者认为安全回应与通用任务都要理解意图或目标、调用相关知识与约束、推理可能后果,因此二者不必当成分开的训练目标。
    • 本文做法:提出safety mid-training,放在预训练与后训练之间。给定安全与utility提示词,由base model自生成结构化文档和推理轨迹,过滤后继续训练,使后续SFT与RL从一个已把这些能力用于安全的模型出发。
  2. 有哪些相关研究?

    相关工作覆盖安全后训练、mid-training与自生成。作者把两类数据放进同一推理结构做mid-training。

    安全后训练

    • SFT与偏好优化:Bianchi et al.(2024)做安全SFT;Bai et al.(2022)的RLHF、Rafailov et al.(2023)的DPO、Shao et al.(2024)的GRPO在预训练后做对齐。
    • 安全推理监督:Guan et al.(2024)、Zhang et al.(2025a)、Wang et al.(2025b)、Zhao et al.(2025)用思维链、安全理由或过程级奖励训练安全推理。
    • 安全数据:WildJailbreak(Jiang et al., 2024)构造对抗安全数据;XGuard-Train(Rahman et al., 2025)扩到多轮越狱。另有工作加入安全理由、先答后查、语义相关的安全回应或长CoT。作者称这些工作显示,数据的结构与覆盖对后训练重要。

    Mid-training

    • 阶段定义:OLMo et al.(2024)、Lambert et al.(2024)、Tu et al.(2025)、Wang et al.(2025a)、Mo et al.(2025)把mid-training放在通用预训练之后、指令微调或偏好优化之前,仍用语言建模目标,数据量通常大于后训练。
    • 能力向用途:Yang et al.(2025)、Grattafiori et al.(2024)、Liu et al.(2024)用它提升推理、多语言、编程、工具使用或做领域适应。
    • 对齐向文档:Korbak et al.(2026)使用关于对齐行为的合成文档;Li et al.(2026)从模型规范派生文档。作者写明,自己的数据直接来自安全与utility提示词,两类样本共用同一推理模式。

    自生成

    • 用被训练模型产数据:Agarwal et al.(2024)、Zhao et al.(2026)、Shenfeld et al.(2026)等从模型自身采样训练数据。作者转述,先前工作研究它减轻分布不匹配和灾难性遗忘、并改善泛化。本文用它为两类提示词构造文档和推理轨迹。

    基线与基准

    • 基线:未做该方法的base、Base+SFT、Base+SFT(Distill Sonnet-4.6)、Safety Pretraining(Maini et al., 2025,约2.7B token)、Alignment Pretraining(Tice et al., 2026,约1.3B token)。
    • 基准:安全侧HarmBench、AdvBench、WildJailbreak、DoNotAnswer、SimpleSafetyTests、JailbreakHub、StrongREJECT、BeaverTails、AIR-Bench;utility侧GSM8K、MATH-500、TruthfulQA、AlpacaEval、MMLU、ARC-Challenge、MMLU-Pro、HellaSwag、BBH。

    作者把本文放在这几条线之间:不是只在后训练加拒答,也不是只用关于对齐行为的合成文档,而是在mid-training用同一推理结构同时学安全与通用推理。

  3. 论文如何解决这个问题?

    base model自生成文档和推理轨迹,经裁判过滤后做safety mid-training,再接SFT或GRPO。

    safety mid-training继续训练base model:安全与utility提示词都变成结构化文档和推理轨迹,过滤后放进同一因果语言建模语料。作者给出的理由是,用base model自己生成,就不需要更大的生成模型。

    提示词与语料

    • 字段:每条含用户提示词、safe/unsafe标签、可选越狱策略标注和参考答案。参考答案只用于生成时的事实锚定,以及检查生成回答。
    • 规模:提示词池约185k条唯一提示。默认的推理加文档语料约367k–368k条记录、约200M token。附录A.1:77%为safe、23%为unsafe;unsafe中75%是直接有害请求,25%套了越狱模板。
    • 隔离:评测样本不进入mid-training、SFT和GRPO。来源包括Alpaca、BeaverTails、WildJailbreak、Dolly-15k、Competition Math、PKU-SafeRLHF、UltraChat、GSM8K、Alert、SaladBench、JailbreakPair,计数为约数(Table 8)。

    文档与推理轨迹

    • 文档:同一base model先生成固定七段文档:Task、Core goal、Relevant knowledge、Key constraints、Possible consequences、Best feasible path、Verification。安全查询与通用查询共用该模式。
    • 轨迹:再以文档和参考答案为条件,采样推理轨迹和答案。轨迹把意图、相关知识与后果写成连续说明;安全提示词与不安全提示词都走这一结构。
    • 变体:reasoning-only只把提示词、轨迹和生成答案放进训练序列。附录A.2与A.3给出完整生成说明;采样温度为0.7,自生成侧top-p为0.95,最大新token为2048。

    裁判过滤

    • 裁判:Qwen3-32B,温度0。检查对文档的忠实性、逻辑与伦理连贯性,以及与参考答案和安全标签的一致性,并打1到5的质量分。附录A.4给出rubric。
    • 接受:overall_pass为真且质量至少4;同一提示词多条通过时留质量最高者。无人通过则按裁判反馈重采样,最多三轮,仍失败就从推理语料删除。文档用另一套rubric,通过与质量标准相同。

    训练目标

    • 两种记录:放在同一JSONL并打乱。推理记录套chat template;文档记录是无模板纯文本。二者打包为长度3072的块。
    • 损失:全部token计入因果语言建模,包括chat记录里的提示词。损失为 Lmid(θ)=−∑j=1B∑t=1Tjlog pθ(zj,t|zj,<t) ,即对每个打包块中每个token的条件对数概率求和后取负。
    • 超参:1个epoch,有效batch 64,峰值学习率2.0e-5,cosine、5% warmup,weight decay 0.01,梯度裁剪1.0,AdamW。以Qwen3-4B估算,reasoning-only约105M token、约540步;推理加文档约198M token、约1010步。作者称步数随打包和最后一批处理而变。

    接到SFT与GRPO

    • SFT:损失只在assistant token上。3个epoch,每套mix共10000条,其中9000条训练、1000条验证。pure_safe只有安全例,pure_general只有通用例,balanced二者数量相等。轨迹沿用同一推理模式,并过滤到与参考答案和安全标签一致。
    • GRPO:5000条提示词、1个epoch,学习率1e-6,rollout温度0.9、top-p 0.95,每条8个rollout。奖励裁判仍是Qwen3-32B,五分制。安全提示词按安全与有用性评分;通用提示词只评任务表现,不打安全分。因此pure_general GRPO既无安全提示词,也无安全奖励。
  4. 论文做了哪些实验?

    无SFT时Qwen3平均ASR相对降72% to 81%;纯通用SFT与无安全奖励GRPO后安全仍多保留。

    实验设置

    • 被测模型:Qwen3-1.7B-Base、Qwen3-4B-Base、Qwen3-8B-Base,以及Llama-3.2-1B、Llama-3.2-3B。mid-training加在对应base上;Qwen3在SFT前后都评,Llama实验为无SFT。
    • 对照:Base、Base+SFT、Base+SFT(Distill Sonnet-4.6)、SP(Safety Pretraining数据,约2.7B token)、AP(Alignment Pretraining的安全mid-training数据,约1.3B token)。SP/AP的SFT数据由同规模reasoning-only的safety-midtrained检查点生成。自生成用base model本身;消融另用Claude Sonnet 4.6产文档或轨迹。
    • 基准与样本:安全9个、utility 9个,名单见设置字段。主比较的安全平均去掉WildJailbreak与BeaverTails,utility平均去掉GSM8K与MATH-500,因它们与mid-training同源。每基准300例,不足300则用全量。Table 22、Figure 1和Figure 4(a)报全套平均。
    • 指标与裁判:ASR越低越安全;Safety定义为100%−ASR。utility除AlpacaEval为win rate外为准确率,再跨基准平均。自由形式由GPT-4.1-mini(温度0)评判;选择题用规则抽取。过滤与GRPO奖励用Qwen3-32B。
    • GRPO范围:只在Qwen3-1.7B与Qwen3-4B上,比较balanced与pure_general,各5000条、1个epoch。
    • 裁判一致率:附录C.4在500条分层样本上,Qwen3-Next-80B-A3B、Claude Sonnet 4.6、GLM-5与GPT-4.1-mini的一致率分别为97.8%、98.2%、98.2%,均值98.1%。论文未报告训练的重复次数。

    主结果

    下表是Table 2的比较用平均(已排除上述同源基准),不是全套平均。

    表格较宽,可左右滑动

    模型balanced Ours ASRpure_general Ours ASRpure_general Base+SFT ASRpure_general Distill ASRpure_general Ours Utility
    Qwen3-1.7B8.9%11.2%26.3%37.3%61.7%
    Qwen3-4B5.5%7.6%13.6%29.1%74.9%
    Qwen3-8B3.4%5.1%11.6%20.4%78.2%
    • 无SFT:Table 1中,Qwen3-1.7B的ASR/utility从30.4%/29.8%到8.4%/58.6%,4B从34.1%/47.6%到6.6%/73.1%,8B从25.4%/70.3%到4.9%/77.1%。作者称相对ASR降幅为72% to 81%。引言另称,相对Tables 1与5的base,降幅为68% to 86%。
    • SFT之后:作者称balanced下Ours+SFT在每个规模的平均ASR最低,utility更高或相当。例外是Qwen3-8B的Distill utility为78.3%,Ours为78.1%,但ASR为10.5%对3.4%(Table 2)。Qwen3-4B上Base+SFT的ASR为10.8%、utility为65.6%,Ours+SFT为5.5%与74.9%。
    • 纯通用SFT:作者称Ours+SFT的ASR低于每个基线,相对Distill的降幅为70% to 75%,且每个规模utility最高。Qwen3-4B上,SP的ASR从balanced的7.7%到pure_general的17.3%,AP从7.3%到14.5%;Ours从5.5%到7.6%,utility仍为74.9%。

    GRPO轨迹

    • 设置:Figure 3比较Qwen3-1.7B与4B上的Base+GRPO和Ours+GRPO,各有balanced与pure_general。横轴为GRPO step,标到4000;论文给出的是终点差,不是逐点读数。
    • 混合数据:作者称mid-trained模型全程领先,最终安全与utility更高。Qwen3-4B的最终优势为safety 5.9个点、utility 4.0个点。作者称Qwen3-1.7B上Base+GRPO后期丢掉一部分早先收益,Ours+GRPO结束时更稳。
    • 无安全奖励:换成纯通用提示词后,base的最终safety下降更多。Qwen3-4B上base降13.2个点,Ours降1.4个点,utility变化很小。作者称Qwen3-1.7B有同一模式;论文未给出该规模的对应点数。

    模式字段与不安全比例

    • 删字段:Figure 4(a)与Tables 29–30在Qwen3-4B、无SFT上每次去掉intent、knowledge或consequence之一。作者称完整模式的平均ASR与utility最好,去掉任一成分两项都下降。附录写DoNotAnswer与JailbreakHub的平均ASR从10.9%升到19.2%、16.7%、21.9%。去掉knowledge或consequence时,比较用utility平均分别降11.7与16.4个点。图中全套utility标为74.4、73.0、65.0、61.7。
    • 比例扫描:Figure 4(b)与Table 31固定总量,不安全比例取0%、25%、50%、75%、100%。该表安全平均只含HarmBench、AdvBench、WildJailbreak。0%时平均ASR 46.6%、XSTest过度拒答1.1%、utility平均80.2%;25%时为8.5%、9.7%、81.6%;100%时ASR 0.0%、过度拒答88.0%、utility 45.0%。作者称25%的整体平衡最好。语料统计里的unsafe占比是23%(Figure 5),与这次扫描的25%不是同一数字。

    生成模型与跨家族

    • 谁生成数据:Table 4。无SFT时作者称两者整体相近;Qwen3-8B上Sonnet-4.6的ASR为4.0%,自生成为4.9%。balanced SFT后,自生成在每个规模的ASR更低:1.7B为8.9%对10.9%,4B为5.5%对9.2%,8B为3.4%对5.8%。8B的SFT后utility是Sonnet 78.9%、自生成78.1%。
    • Llama-3.2:Table 5,无SFT。1B的ASR/utility从base的31.3%/23.6%到自生成的10.1%/29.4%;3B从41.4%/24.9%到5.9%/47.8%。Sonnet生成在1B的utility为22.1%,低于base的23.6%,ASR为14.4%,仍低于base。作者称自生成在两个规模给出最强的整体平均。

    其他消融与分析

    • 阶段而非只换数据(Table 3,Qwen3-4B,reasoning-only):标准推理SFT的ASR/utility为22.8%/68.1%;同一数据直接做SFT仍为22.8%/68.9%;改做mid-training为7.5%/74.7%;再加SFT为5.4%/74.6%。
    • 文档记录(Table 6,三种SFT mix平均):reasoning-only已带来主要变化;加上自生成文档后,1.7B为9.2%/61.3%,4B为5.9%/75.0%,8B为3.9%/78.4%。4B上Sonnet文档的ASR为4.9%,低于自生成文档的5.9%,但utility为71.6%,低于75.0%。
    • SFT轨迹来源(Table 7,mix平均):mid-trained之后,自生成SFT的ASR/utility为1.7B的9.2%/61.3%、4B的5.9%/75.0%、8B的3.9%/78.4%;换成Sonnet蒸馏轨迹为11.9%/59.9%、9.4%/73.7%、6.7%/78.0%。
    • 过滤通过率(Figure 6、附录A.4):推理候选372,486条中343,088条overall_pass为真(92.1%);文档初轮185,290条中112,783条通过(60.9%)。质量至少4的比例不包含“全部rubric通过”这一条件。
    • 定性例子:附录E比较Base+SFT与完整流程在直接有害请求、越狱包装请求和事实回忆上的输出差异。附录给出示例,这里不复述请求或回答。
  5. 有什么可以进一步探索的点?

    作者写明实验限于8B及以下的Qwen3与Llama-3.2,且不能覆盖全部领域、语言和真实交互。

    作者指出的局限与后续方向

    • 模型规模:实验集中在Qwen3与Llama-3.2,参数到8B为止(Limitations)。
    • 评测范围:评测套件覆盖一批安全与utility基准,但不能覆盖每一个领域、语言或真实交互模式(Limitations)。
    • 后续方向:作者写,未来工作可以扩到更大模型,以及更多预训练与后训练设置(Limitations)。

    实验覆盖范围

    • 模型:实验写明跑了Qwen3-1.7B-Base、Qwen3-4B-Base、Qwen3-8B-Base,以及Llama-3.2-1B、Llama-3.2-3B(第4节、Table 5)。
    • 后训练:SFT有pure_safe、pure_general、balanced三套mix(Table 2)。GRPO在Qwen3-1.7B与Qwen3-4B上,各5000条提示词、1个epoch,含无安全提示词、无安全奖励的pure_general(第4.2节、附录B.3)。
    • 平均口径:主比较去掉与mid-training同源的WildJailbreak、BeaverTails、GSM8K、MATH-500;全套数字在附录D,Table 22与Figure 1报全套平均。每基准最多300例(第4.1节)。
    • 裁判:自由形式指标用GPT-4.1-mini;附录C.4在500条上报告与Qwen3-Next-80B-A3B、Claude Sonnet 4.6、GLM-5的一致率,均值98.1%。
    • 未写重复:附录B列出mid-training、SFT、GRPO的超参和耗时;论文未报告这些训练的重复次数。
  6. 总结一下论文的主要内容

    用共享推理把安全与通用能力一起学;Qwen3平均ASR相对降72% to 81%,纯通用后续训练后安全仍多保留。

    作者把安全当成可与通用推理一起学的基础能力,而不是只在后训练补拒答。safety mid-training插在预训练与后训练之间:base model按同一结构,为安全与utility提示词自生成文档和推理轨迹,经Qwen3-32B过滤后,用因果语言建模继续训练。

    • 无SFT:Table 1中,Qwen3-1.7B/4B/8B的平均ASR从30.4%、34.1%、25.4%到8.4%、6.6%、4.9%,utility从29.8%、47.6%、70.3%到58.6%、73.1%、77.1%。作者称相对ASR降幅为72% to 81%。引言对Tables 1与5的base给出另一口径:68% to 86%。
    • SFT:Table 2的比较用平均下,balanced与pure_general中Ours+SFT的ASR都低于所列基线。pure_general时,1.7B/4B/8B的Ours ASR为11.2%、7.6%、5.1%,utility为61.7%、74.9%、78.2%。作者称相对Distill的ASR降幅为70% to 75%。
    • GRPO:Qwen3-4B上,mid-training初始化的最终优势为safety 5.9个点、utility 4.0个点。无安全奖励时,safety下降为Ours的1.4个点、base的13.2个点(Figure 3)。
    • 别处:Llama-3.2-3B无SFT时,自生成mid-training的平均ASR/utility为5.9%/47.8%,base为41.4%/24.9%(Table 5)。同一推理数据直接做SFT时ASR仍为22.8%,改做mid-training后为7.5%(Table 3)。

    作者的结论是:在mid-training把安全与通用推理放在一起,可以减轻安全与utility的取舍,并使安全在后续只有通用数据、甚至GRPO没有安全奖励时仍然有效;从mid-trained模型出发,后续RL能到达更好的安全–utility前沿。作者计划发布生成数据和文档。

阅读原文arxiv.org