Next-Generation Constitutional Classifiers
原标题:Next-Generation Constitutional Classifiers: More Efficient Protection Against Universal Jailbreaks 中文标题:下一代宪法分类器:更高效地防御通用越狱攻击
原文链接:https://www.anthropic.com/research/next-generation-constitutional-classifiers
一句话摘要
Anthropic 推出升级版宪法分类器(Constitutional Classifiers++),通过两级级联系统和内部探针分类器的创新架构,在将误拒率降低 87%、计算开销降至约 1% 的同时,在 198,000 次攻击尝试中实现了零通用越狱发现的防护效果。
完整核心内容翻译
引言
大型语言模型仍然容易受到越狱攻击——即绕过安全护栏、诱导模型输出有害信息的技术。虽然已经实施了保护措施以减少对危险查询的协助,特别是涉及化学、生物、放射性或核武器(CBRN)生产的内容,但目前没有任何可用的 AI 系统拥有完美稳健的防御。
前代宪法分类器回顾
Anthropic 此前提出了"宪法分类器"作为安全防护机制——它们监控模型的输入和输出,检测并阻止潜在有害内容。这些分类器基于从包含自然语言规则的"宪法"生成的合成数据进行训练。例如,Claude 应该帮助完成大学化学作业,但不应帮助合成一类管制化学品。
前代性能指标:
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 越狱成功率降低 | 从 86% 降至 4.4% |
| 拦截绕过内置安全训练的攻击 | 95% |
| 计算成本增加 | 23.7% |
| 无害查询误拒率增加 | 0.38% |
| 赏金计划中发现的通用越狱 | 1 个 |
残余漏洞分析
研究团队识别出两大类攻击方式:
重构攻击(Reconstruction Attacks): 将有害信息拆分为看似无害的片段,然后重新组装。例如:将有害查询作为分散的函数嵌入代码中,指示模型提取并回应隐藏的信息。
输出混淆攻击(Output Obfuscation Attacks): 提示模型伪装输出,使其对分类器而言看起来无害。在对抗测试中,攻击者指示模型将危险化学品名称替换为无害的替代词(如"食品调味料"),或使用隐喻将有害概念映射到良性概念。
能力退化问题: 在 GPQA Diamond(衡量博士水平的生物、化学、物理概念理解)上,采用某些越狱方法后模型性能从 74% 骤降至 32%。性能的可变性表明攻击者可能开发出尚未被识别的策略,在实现目标的同时保留更多模型能力。
新架构:Constitutional Classifiers++
两级级联系统
- 轻量级第一级分类器:筛查所有交互——成本低廉,快速
- 强大的第二级分类器:仅处理被标记的交互——更准确,成本更高
- 优势:可以容忍更高的第一级假阳性率而不会造成用户挫败感;轻量级分类器处理大多数对话,实现成本效率
内部探针分类器
基于可解释性研究构建,这些探针复用模型神经网络中的计算。当模型生成文本时,内部状态捕获了对输入和输出的理解。内部探针检测暗示有害内容的模式。
内部探针的优势:
- 计算成本极低
- 比最终输出更难被欺骗——因为它们读取的是模型的"内部理解"而非表面输出
- 与外部分类器互补——探针能检测到外部分类器遗漏的内容,反之亦然
生产系统性能
部署结果(在 Claude Sonnet 4.5 流量上运行一个月):
| 指标 | 新系统 | 对比前代 |
|---|---|---|
| 无害查询误拒率 | 0.05% | 降低 87% |
| 计算开销(应用于 Claude Opus 4.0) | ~1% | 前代 23.7% |
红队测试结果:
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 累计红队测试时间 | 1,700+ 小时 |
| 攻击尝试次数 | 198,000 次 |
| 发现的高风险漏洞 | 1 个 |
| 检测率 | 0.005/千次查询(历史最低) |
| 发现的通用越狱 | 0 个 |
未来研究方向
有前景的方向包括:
- 将分类器信号直接整合到模型的响应生成过程中
- 训练模型更好地抵抗混淆
- 自动化红队测试以改进训练数据生成
- 创建针对性示例,帮助分类器识别允许/禁止内容的边界
技术要点
两级级联架构实现成本与精度的双赢:轻量级第一级处理大多数正常流量,仅将可疑交互升级到高精度第二级,将计算开销从 23.7% 压缩至约 1%——降低了一个数量级。
内部探针分类器是架构层面的创新:不同于仅分析模型输入输出的外部分类器,内部探针直接读取模型的中间层表示。这意味着即使模型的文本输出被精心混淆,探针仍能从"模型的想法"中检测到有害意图。
误拒率降至 0.05% 是用户体验的关键突破:前代系统 0.38% 的误拒率虽然看起来不高,但在数百万次交互的规模上意味着大量用户被错误拒绝。降低 87% 后的 0.05% 使安全系统对正常用户几乎透明。
198,000 次攻击零通用越狱的意义:前代系统在赏金计划中被发现了 1 个通用越狱。新系统经历了更大规模的测试(1,700+ 小时)却未被攻破,表明防御强度有了质的飞跃。
重构攻击和输出混淆是当前主要威胁向量:这两类攻击的共同特征是利用分类器的"表面理解"——只看文本形式而非语义意图。内部探针分类器正是针对这一弱点的架构回应。
深度解读
安全与可用性的帕累托改进。 在工程中,安全和可用性通常是此消彼长的关系。但 Constitutional Classifiers++ 同时在两个维度上取得了改进:安全性大幅提升(零通用越狱),可用性也大幅改善(误拒率降低 87%),计算成本还降低了一个数量级。这种帕累托改进得益于架构层面的创新(级联 + 内部探针),而非简单的参数调优。
内部探针揭示了一个深层安全原理。 如果模型的内部表示与其外部输出不一致——例如模型"知道"自己在讨论有害内容但表面上使用无害措辞——这本身就是一个危险信号。内部探针本质上是在检测一种"模型层面的欺骗":模型的行为(输出)与其内部状态(理解)之间的不匹配。这与 Anthropic 在对齐研究中关注的"欺骗性对齐"问题有着深层的联系。
级联系统的设计哲学值得推广。 "大多数情况用便宜方案、可疑情况用昂贵方案"的级联思想并不新鲜(类似于网络安全中的 IDS/IPS 分层),但将其应用于 LLM 安全防护的具体实现——特别是如何设定第一级的阈值以最大化成本效率——涉及精细的工程权衡。
"零通用越狱"不等于"不可攻破"。 研究自身仅发现了 1 个高风险漏洞。随着模型能力的增长和攻击技术的演进,当前的防御可能面临新的挑战。安全是一场持续的军备竞赛,而非一次性的胜利。
延伸思考
内部探针的对抗性鲁棒性:如果攻击者了解到存在内部探针分类器,是否可以设计出同时欺骗模型外部输出和内部表示的攻击?这将是一种更深层的"认知层面的越狱"。
开源模型的安全差距:Constitutional Classifiers++ 的内部探针方法依赖于对模型内部状态的访问。对于开源模型,攻击者可以直接检查和规避这些探针。这是否意味着闭源模型在安全性上拥有结构性优势?
能力退化问题的权衡:某些越狱方法将 GPQA 性能从 74% 降至 32%。但如果有些方法能保留更多能力呢?随着模型变得更强大,"保留能力的越狱"可能成为更大的威胁。
宪法设计的治理问题:谁来决定"宪法"中的规则?不同文化和法律框架对"有害内容"的定义不同。宪法分类器的规则制定过程是否需要更透明的治理机制?
安全税的经济学:~1% 的计算开销看似微不足道,但在 Anthropic 的运营规模上可能意味着数百万美元的年度成本。随着安全要求不断提升,这一"安全税"的长期演进趋势如何?