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Ars Technica • 8일 전

AI 워터마킹, 유해 프롬프트에 대한 LLM 반응 변화시켜

IMP
7/10
핵심 요약

EU 신규 법에 대응해 AI 플랫폼들이 생성 콘텐츠 워터마킹을 도입하고 있으나, Anthropic이 채택 예정인 Google의 SynthID-Text 기술이 모델의 단어 선택뿐 아니라 도구 호출과 안전 가드레일 준수 여부에도 영향을 준다는 연구 결과가 나왔다. 특히 프롬프트 인젝션 같은 악의적 공격 상황에서는 평소 거부하던 유해 요청에 응답할 확률이 높아져, 워터마킹 적용 시 모델과 에이전트의 안전 행동을 철저히 테스트할 필요가 강조된다.

번역된 본문

EU의 새 법에 대응하여 AI 플랫폼들이 자신들이 생성한 콘텐츠에 워터마킹을 적용하는 새로운 방안을 도입하고 있다. Anthropic은 최근 향후 Claude 모델들이 SynthID-Text를 사용할 것이라고 발표했다. 이는 Google이 개발해 오픈소스로 공개한 기술로, 모델이 문장에서 다음 단어를 선택하는 과정을 비밀 키를 통해 미묘하게 변경한다. 예를 들어 원래 최상위 다음 단어 후보가 '흐린(cloudy)'이었다면, 키가 이를 '음침한(overcast)'으로 바꿀 수 있다. 키를 알고 있는 사람은 해당 플랫폼이 생성한 것인지 판별할 수 있다.

새로운 연구에 따르면 SynthID-Text는 단어 선택뿐만 아니라 모델이 호출하는 도구와 학습된 안전 가드레일을 준수하거나 무시할 확률도 변화시킬 수 있다. 공격자가 비밀번호나 기타 민감한 정보 유출 같은 유해한 행동을 모델이 수행하도록 유도하는 적대적 프롬프트 앞에서는 이 위협이 더 커질 수 있다. 평소라면 따르지 않았을 지시도 워터마킹이 적용되면 일부 경우 실행된다. 이러한 발견은 개발자들이 워터마킹이 적용된 상태에서 자신들의 LLM과 에이전트가 어떻게 동작하는지 철저히 테스트할 필요성을 강조한다.

안전 행동의 변화

Lasso Security의 AI 보안 연구원 안드레아 시포소바(Andrea Siposova)는 Ars에 이렇게 말했다. "워터마킹이 없는 동일 모델과 비교했을 때, 특히 적대적 조건이나 에이전트 구동 시 모델이 도구를 호출하게 만들 때 워터마킹은 분명히 행동을 변화시킵니다. 워터마킹은 독자가 인식하지 못하도록 설계되었지만, 모델이 생성하는 것을 변경하면 트레이드오프가 발생하고 어딘가에서 나타난다는 것을 우리는 알고 있습니다."

워터마킹은 출력이 AI 생성물임을 식별할 수 있는 신호를 삽입하는 방식으로 작동하며, 이를 출처 증명(provenance)이라고 한다. SynthID는 일반 샘플링 과정에 무작위 시드 생성기, 샘플링 알고리즘, 스코어링 함수를 추가한다. 다음 단어 선택에 임의의 난수 생성기를 사용하는 대신, 워터마킹은 비밀 키를 사용한다. 단어 선택은 여전히 무작위이지만, 키를 아는 사람은 단어 시퀀스를 확인해 해당 키가 사용되었을 가능성을 판단할 수 있다.

SynthID의 핵심 기능은 '토너먼트 샘플링(tournament sampling)'이라 불리는 것이다. 스포츠 경기처럼 SynthID는 대량의 다음 단어 토큰 후보들을 평가한다. 비밀 키를 사용해 확률 점수를 할당하며, 한 쌍의 토큰이 한 라운드에서 경쟁하고 더 높은 숨겨진 점수를 받은 쪽이 승리해 다음 라운드로 진출한다. 최종 승자 토큰이 결정될 때까지 이 과정이 계속된다.

시포소바는 Hugging Face의 수정되지 않은 SynthIDTextWatermarkLogitsProcessor를 통해 SynthID-Text의 '비왜곡(non-distortionary)' 구성을 테스트했다. 여섯 개의 오픈 웨이트 모델에 유해한 프롬프트를 입력하고, 워터마킹 사용 여부에 따른 응답을 비교했다. 실험 결과, 워터마킹은 유해 요청에 대한 응답을 변화시켰으며 특히 프롬프트 인젝션 기법이 결합됐을 때 효과가 뚜렷했다. 시포소바는 "워터마킹은 단순한 유해 요청에 대한 거부 행동도 바꾸지만, 동일한 요청이 프롬프트 인젝션 기법과 결합되면 효과가 더 두드러진다. 여러 모델에서 워터마킹은 평소라면 거부했을 유해 요청에 응답할 가능성을 높인다"고写道했다.

이러한 변화는 LLM 응답뿐 아니라 해당 모델에 의존하는 AI 에이전트의 후속 행동에도 영향을 미치기 때문에 중요한 안전 문제를 낳는다. 연구자는 "모델 수준에서 이는 모델이 유해 요청을 거부하는지, 그리고 프롬프트 인젝션 하에서 그 거부가 유지되는지를 포함한 안전 행동을 바꿀 수 있다. 에이전트 수준에서는 동일하게 샘플링된 토큰이 후속 행동을 결정할 수 있다"고 설명했다.

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Text settings Story text Size Small Standard Large Width * Standard Wide Links Standard Orange * Subscribers only Learn more Minimize to nav In response to a new European Union law, AI platforms are implementing new schemes for watermarking the content they generate. Anthropic recently disclosed its future Claude models will use SynthID-Text , an approach Google created and released as open source. It uses a secret key that subtly changes the process a model uses for choosing the next word in a sentence. Whereas a top next word choice might be “cloudy,” the key might change it to “overcast.” Anyone who knows the key can determine if it was generated by the platform using it. New research shows that SynthID-Text can change not just word selection but also the tools a model invokes and the chances it will adhere to or disregard safety guardrails it has been trained to follow. The threat can become greater in the face of an adversarial prompt, in which an attacker attempts to cause a model to carry out a harmful action, such as revealing a password or other sensitive information. Instructions that normally wouldn’t be followed will, in some cases, be performed once the watermarking is deployed. The finding underscores the need for developers to thoroughly test how their LLMs and agents behave when watermarking is in place. Changing safety behavior “As compared to the same models without watermarking, it is definitely going to change their behavior, especially when we place it under adversarial conditions, or we make these models call tools when they’re powering an agent,” Andrea Siposova, an AI security researcher at Lasso Security, told Ars. “Watermarking is made to not be perceptible to a reader, but we know that when we are changing anything about what the model is generating, it is going to cause some tradeoffs, it’s going to show up somewhere.” Watermarking works by embedding a signal that allows output to be identified as AI generated, something known as provenance. SynthID takes the normal sampling process and adds a random seed generator, sampling algorithm, and scoring function to it. Instead of the process using an arbitrary random number generator for next-word selection, the watermarking uses a secret key. While the word selection is still random, people with knowledge of the key can check the sequence of words to determine the likelihood that the key was used. A key feature of SynthID is something known as tournament sampling . Similar to a sports game, SynthID evaluates large numbers of next-word token candidates. It uses a secret key to assign them probability scores. A pair of tokens competes in a round. The one with the higher hidden score wins and advances to the next round. The process continues until a final winning token is determined. More about tournament sampling can be found here and here . Siposova tested the “non-distortionary” configuration of SynthID-Text through Hugging Face’s unmodified SynthIDTextWatermarkLogitsProcessor . She fed harmful prompts into six open-weight models and compared the responses when the watermarking was used and when it wasn’t. The experiment revealed that the watermarking changed responses to harmful requests, particularly when they were made using prompt-injection techniques. “Watermarking changes refusal behavior on bare harmful requests, but the effect is more pronounced when the same requests are paired with the prompt-injection technique,” Siposova wrote. “On several models, watermarking then makes the model more likely to answer harmful requests that it would otherwise refuse.” The changes have important safety consequences because they influence not only the LLM responses but also subsequent actions of AI agents relying on the model. “At the model level, this can change safety behavior, including whether the model refuses a harmful request and whether that refusal holds under prompt injection,” the researcher wrote. “At the agent level, the same sampled tokens can determine which tool is called and what arguments are passed to it. Prompt injection connects these two settings because a weakened refusal becomes more consequential when the model can also act through tools. Such a watermarking procedure can therefore affect both what the model says and what an agent does. We call this behavioral effect sampling drift.” Also interesting: Model responses behaved differently depending on which secret key was used. There are limitations to the research. It doesn’t test how Claude model responses change under the watermarking. Instead, it tests a half-dozen open-weight models, so the researcher has access to token sampling that could be enabled and disabled during tournament sampling while keeping other settings fixed. The experiments also tested the Hugging Face implementation of SynthID-Text tournament sampling and not the specific implementation Claude models will use. Still, the results show that at least some forms of the watermarking approach may affect model and agent safety. It will be important for red-team hacking exercises to stress-test their platforms to ensure they perform as expected when SynthID is deployed. Dan Goodin Senior Security Editor Dan Goodin Senior Security Editor Dan Goodin is Senior Security Editor at Ars Technica, where he oversees coverage of malware, computer espionage, botnets, hardware hacking, encryption, and passwords. In his spare time, he enjoys gardening, cooking, and following the independent music scene. Dan is based in San Francisco. Follow him at here on Mastodon and here on Bluesky. Contact him on Signal at DanArs.82. 22 Comments