CoCoTen:透過上下文共現張量潛在特徵偵測對抗輸入

背景與挑戰

隨著大型語言模型(LLM)被廣泛應用於客服、程式碼輔助和對話代理,對抗性與 jailbreak 攻擊的威脅也日益升高。這類攻擊利用精心設計的提示詞,誘導模型輸出不當或違規內容,對企業資訊安全及使用者信任造成衝擊。過去以黑盒查詢或行為指紋為基礎的方法,往往在標註資料稀缺時效能下滑,且偵測速度不足以滿足線上部署需求。

上下文共現張量解析

《CoCoTen: Detecting Adversarial Inputs to Large Language Models through Latent Space Features of Contextual Co-occurrence Tensors》一文提出將「上下文共現矩陣(Contextual Co-occurrence Matrix)」延伸為高階張量,以捕捉提示詞中跨 token 的語義關聯。此結構在資料稀少場景下,已有在自然語言處理與社群分析的應用(根據 arXiv:2508.02997v2)。

潛在空間特徵提取

研究團隊利用張量分解(例如 CP 分解與 Tucker 分解),將高維張量映射至低維潛在空間,並從中萃取可區分正常提示與對抗提示的關鍵特徵。這些潛在向量可視為提示詞在語義交互維度的嵌入,對抗樣本因刻意誤導模型,將在潛在空間呈現異於常規輸入的分佈特性。

實驗結果與效能表現

根據作者於 arXiv 公開之實驗,僅使用0.5% 標註提示,便達到 F1 分數 0.83,比傳統基線提升 96.6%;在推論速度上,較基線模型快 2.3–128.4 倍,可滿足線上即時偵測需求。該方法在 GPT-3.5、LLAMA 2 等多種模型上均有一致效能表現,展現高度泛化能力。

在產品開發的落地方案

針對 SaaS 平台或自行部署的語言模型服務,可將 CoCoTen 模組包裝為微服務:1. 透過前置攔截器收集原始提示;2. 建立上下文共現張量並進行分解;3. 將潛在特徵輸入預訓練分類器;4. 當偵測到異常時,觸發審核流程或回傳預設拒絕訊息。此流程與常見的 API Gateway、Kubeflow Pipelines 等工具皆可無縫整合。

結論與未來展望

CoCoTen 提出以張量潛在空間特徵偵測對抗提示,兼顧資料效率與運算效能,為 LLM 安全防線提供新思路。未來可結合對抗訓練(adversarial training)或多模態張量特徵,構築更全面的檢測與抵禦機制,強化企業產品在產線的應用安全。

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