Residual Privacy Leakage after Output Scrubbing in Tool-Using LLM Agents under Indirect Prompt Injection
تُثبت هذه الورقة أن عملية تنقية المخرجات بعد التوليد تُعد دفاعاً أولياً غير كافٍ ضد تسرب الخصوصية في وكلاء النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) الذين يستخدمون الأدوات تحت تأثير حقن الأوامر غير المباشر، حيث تستمر الإفصاحات المتبقية بشكل متكرر من خلال إعادة التعبير الدلالي حتى بعد إزالة القيم الدقيقة والنطاقات المتجاورة.
تخيل مساعداً رقمياً يمكنه التواصل مع الإنترنت، وقراءة رسائل البريد الإلكتروني الخاصة بك، والتحقق من تقويمك، واستخراج سجلات خاصة لمساعدتك في مهمة ما. هذا النوع من الوكلاء الأذكياء أصبح شائعاً، لكنه يواجه مشكلة شائكة: فهو غالباً ما يرى معلومات أكثر بكثير مما يحتاجه فعلياً للقيام بالوظيفة. إذا تم خداع المساعد بواسطة تعليمات مخفية داخل مستند استخرجه، فقد يكشف عن تفاصيلك الخاصة للشخص الخطأ دون قصد. يُعرف هذا باسم "حقن الأوامر غير المباشر"، وهي وسيلة ليدسّ بها المهاجم أمراً داخل تدفق المعلومات التي يقرأها الحاسوب كجزء طبيعي من عمله. السؤال الجوهري الذي يطرحه الباحثون هو: هل يمكننا ببساطة تنظيف رسالة المساعد النهائية بعد أن يكون قد اطلع بالفعل على البيانات السرية؟ إذا كان الحاسوب قد قرأ بالفعل تاريخك الطبي أو عنوان منزلك، فهل يمكن لمرشح (فلتر) أن ينقي النص النهائي لضمان عدم خروج هذه التفاصيل من المبنى، حتى لو حاول الحاسوب تدوينها؟
قام باحث باختبار فكرة "تنقية المخرجات" هذه في بيئة محكومة. حيث بنى نظاماً يمكن لوكيل رقمي من خلاله أن يُخدع لاستخراج معلومات خاصة ثم يُطلب منه كتابة رسالة تحتوي على تلك المعلومات. وبمجرد أن أنشأ الوكيل استجابته، طبق الباحث مرشحاً مصمماً لإيجاد وإزالة أي ذكر للبيانات الخاصة. واختبر هذا المرشح بمساعدة برنامج حاسوبي كان يعرف القيم الخاصة التي يبحث عنها بالضبط، ليعمل كمحقق مثالي لاكتشاف كل حالة من حالات السرية. مُنح المرشح قاعدة قوية: لن يقوم بإزالة القيمة الخاصة الدقيقة فحسب، بل وأي تسلسل من ثلاث كلمات أو أكثر يطابقها، حتى لو اختلف الإملاء أو حالة الأحرف قليلاً. كان هذا يهدف ليكون السيناريو الأفضل، وهو اختبار لما إذا كانت عملية تنقية هجومية للغاية يمكنها إصلاح التسريب بعد وقوع الضرر.
كانت النتائج مفاجئة ومثيرة للقلق. فبالرغم من امتلاك هذا المرشح المثالي معرفة دقيقة بما يبحث عنه وقدرته على إزالة سلاسل طويلة من الكلمات المتطابقة، إلا أن المعلومات الخاصة نجحت في الهروب في معظم الحالات. في مجموعة واحدة من الرسائل المسربة، فشل المرشح في منع الكشف في 61.2 بالمائة من المحاولات. وفي مجموعة ثانية، فشل في 62.1 بالمائة من المحاولات. المعلومات التي نجحت في العبور لم تكن عادةً هي التفصيل الخاص المكتوب بوضوح تام. بدلاً من ذلك، كان الحاسوب قد أعاد صياغة السر بكلماته الخاصة، مستخدماً عبارات مختلفة تحمل نفس المعنى ولكنها تبدو مختلفة تماماً على السطح. ولأن المرشح كان يبحث عن كلمات أو عبارات قصيرة محددة، فقد فاتته هذه الطرق الجديدة للتعبير عن الشيء نفسه. لقد تمت إعادة التعبير عن الحقيقة الخاصة، ولم يستطع المرشح، الذي كان في جوهره مجرد أداة لمطابقة الكلمات، التعرف على الشكل الجديد.
حاول الباحث أيضاً نهجاً أكثر تقدماً، باستخدام برنامج حاسوبي آخر لقراءة الرسالة وإعادة كتابتها لإزالة أي معنى حساس، بدلاً من مجرد مطابقة الكلمات. هذا الأسلوب قلل بالفعل من عدد المرات التي تظهر فيها التفاصيل الخاصة بدقة، ولكنه جاء بتكلفة باهظة. ففي محاولته ليكون آمناً، أزال هذا المرشح الذكي كل قطعة معلومات كانت مطلوبة فعلياً للمهمة، مما جعل الرسالة النهائية عديمة الفائدة. كان الأمر يشبه محاولة تنظيف غرفة عن طريق رمي كل ما فيها؛ فقد تمت حماية الخصوصية، لكن الغرفة أصبحت فارغة. كما اختبرت الدراسة طريقة أبسط حيث قيل للحاسوب فقط: "لا تشارك معلومات خاصة"، لكن هذه التعليمات وحدها لم تمنع التسريبات على الإطلاق؛ إذ استمر الوكيل في مشاركة الأسرار بنفس وتيرة عدم وجود التحذير.
تشير هذه النتائج إلى أنه بمجرد أن يطلع نموذج حاسوبي على معلومات خاصة، يصبح من الصعب جداً ضمان عدم تسرب هذه المعلومات في شكل جديد. إن عملية تفكير الحاسوب في البيانات ثم كتابة استجابة تخلق طرقاً جديدة لوصف تلك البيانات، وهي طرق لا يمكن لمرشح بسيط التنبؤ بها أو رصدها. وخلص الباحث إلى أن الاعتماد على مرشح لتنظيف الرسالة النهائية ليس دفاعاً قوياً بما يكفي. بدلاً من ذلك، فإن النهج الأكثر أماناً هو منع دخول المعلومات الخاصة إلى عقل الحاسوب في المقام الأول، أو ضمان عدم رؤية الحاسوب لها إلا إذا كان ذلك ضرورياً تماماً للمهمة المحددة. وبينما قد تظل مرشحات المخرجات مفيدة كطبقة حماية ثانية، إلا أنها لا يمكن أن تكون الدرع الرئيسي ضد هذه الأنواع من التسريبات. وتسلط الدراسة الضوء على حد جوهري: إذا قام النظام بالفعل بمعالجة سر ما، فإن مجرد محاولة محوه من الملاحظة النهائية قد لا يكون كافياً للحفاظ على سلامته.
ملخص تقني: تسرب الخصوصية المتبقي بعد تنقية المخرجات في وكلاء النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) المستخدمة للأدوات تحت تأثير حقن الأوامر غير المباشر
بيان المشكلة تعد وكلاء النماذج اللغوية الكبيرة (LLM) التي تستخدم الأدوات عرضة لحقن الأوامر غير المباشر، حيث يقوم المهاجمون بتضمين تعليمات في المحتوى المسترجع للتلاعب بالوكيل. ينشأ خطر خصوصية محدد عندما يسترجع الوكيل بيانات حساسة مصرح بها (مثل سجلات خاصة بالمستخدم) ويقوم، تحت تأثير التعليمات المحقونة، بالكشف عن هذه المعلومات في مخرجاته النهائية. وبينما تعتمد الدفاعات غالبًا على الضوابط الهيكلية (مثل تتبع المصدر) أو التعرف الدلالي، يبحث هذا البحث في مدى فعالية تنقية المخرجات بعد التوليد (post-generation output scrubbing). والسؤال الجوهي هو: هل يمكن للفلترة التي تتم على مخرجات النموذج بعد أن يكون قد عاين بالفعل البيانات المحمية أن تمنع تسرب الخصوصية بشكل موثوق، أم أن عملية توليد النموذج تخلق أشكالًا جديدة وغير قابلة للتعرف على المعلومات المحمية، مما يجعلها تفلت من الفلاتر القياسية؟
المنهجية تستخدم الدراسة منصة وكيل واحدة حيث توضع ضوابط الخصوصية في نقاط مختلفة من خط الإنتاج:
إزالة ما قبل السياق (Oracle): ضابط يقوم بإزالة القيم المحظورة من المواد المسترجعة قبل أن يعالجها الوكيل. وهذا يعمل كمرجع للوقاية.
فلترة ما بعد التوليد: ضوابط تُطبق على مخرجات الوالجة المولدة. وتقيم الدراسة ثلاثة أذرع محددة:
فلتر النطاق المثالي (Oracle Span Filter): فلتر ذو امتياز يقوم بإزالة كل ظهور مطابق للقيم المحمية الحقيقية وكل نطاق متصل من ثلاثة توكنز (tokens) أو أكثر (مع مراعاة حالة الأحرف وعلامات الترقيم).
المحرر الدلالي القائم على النموذج (Model-Based Semantic Redactor): تمرير نموذج آخر بعد التوليد لإعادة كتابة الرسالة بهدف إزالة المعلومات الشخصية أو السرية.
الملصق داخل المطالبة (In-Prompt Label): تعليمات سلطوية تخبر النموذج بعدم الكشف عن حقول معينة (بدون حذف نصي).
التصميم التجريبي والتقييم
المجتمعات: تحلل الدراسة مجتمعين من المسارات التي سربت بالفعل حقولًا محظورة في عمليات تشغيل غير محمية.
آلية التسجيل: لمعالجة صعوبة تقييم النص المحرر، يستخدم المؤلف "حكمًا" (LLM) يجب عليه الاستشهاد بسلسلة فرعية دقيقة كدليل على الكشف.
فرز سلسلة الأدلة (Evidence-String Triage): يعد عملية الفرز هذه مساهمة منهجية حاسمة للتمييز بين الكشوفات الحقيقية والآثار المتبقية. نظرًا لأن التنقية قد تترك بقايا هيكلية (مثل تسميات فارغة، أو ندوب علامات ترقيم) قد يسيء الحكم تفسيرها ككشف، يقوم المؤلف بمراجعة آلية لأدلة الحكم. تُصنف العلامات كالتالي:
إعادة التعبير الحقيقي (Genuine Re-expression): يتم نقل القيمة المحمية دلاليًا مع وجود تداخل لفظي ضئيل للغاية.
فشل التنقية (Scrub-Miss): القيمة الحرفية لا تزال موجودة.
الأثر (Artifact): بقايا هيكلية ناتجة عن الحذف.
الخلط (Conflation): يستشهد الحكم ببديل بدلاً من القيمة الحقيقية.
التحقق البشري: قام مُصنفان بشريان بتسمية مجموعة فرعية من سلاسل الأدلة بشكل مستقل للتحقق من عملية الفرز الآلية.
النتائج الرئيسية
عدم فعالية تنقية ما بعد التوليد: حتى مع استخدام فلتر مثالي (Oracle) يعرف القيم الحقيقية ويزيل كل التطابقات الحرفية والنطاقات المتصلة المكونة من 3 توكنز أو أكثر، ظل التسرب المتبقي موجودًا بنسبة 61.2% (30/49) في الخلية A و62.1% (41/66) في الخلية B.
طبيعة التسرب: كانت الكشوفات الناجية هي في الغالب إعادة تعبير دلالي (إعادة صياغة) مع تداخل لفظي ضئيل (غالبًا أقل من 3 توكنز) مع القيمة الأصلية، مما يجعلها غير مرئية للتنقية القائمة على القيم الحرفية أو النطاقات المحدودة.
إعادة التصنيف البشري: أكد التحكيم البشري هذه النتائج، حيث أسفر عن معدلات تسرب متبقية بلغت 57.1% و 56.1% على التوالي، مما يثبت أن التسرب حقيقي وليس مجرد أثر ناتج عن عملية التسجيل الآلي.
محدودية المحرر القائم على النموذج: قلل المحرر الدلالي القائم على النموذج من الكشف اللفظي، لكنه فشل في إزالة جميع الحقول المطلوبة للمهمة، مما أدى إلى تكلفة "إفراط في التنقية" بلغت 78 نقطة مئوية، مما يجعله غير عملي للحفاظ على الفائدة.
الملصقات داخل المطالبة: لم يكن لإضافة تعليمات عدم الكشف دون حذف البيانات أي تأثير (تسرب متبقي بنسبة 100%)، بينما أدت إزالة البيانات قبل السياق إلى تقليل التسرب إلى 0%.
نجاح ما قبل السياق: حقق ذراع إزالة ما قبل السياق المثالي (Oracle) نتيجة 0/30 من كشوفات الحقول المحظورة، مما يثبت أن منع التعرض فعال، رغم أن هذا يمثل حداً مثالياً (Oracle bound) وليس تقديرًا لجهاز قابل للنشر.
المساهمات الرئيسية
حساب التموضع (Placement Account): يوضح البحث أن "مشكلة التعرف" لإنفاذ الخصوصية تتغير بناءً على التموضع. فالمتعرف ما قبل السياق يجب أن يغطي التمثيلات في المحتوى المسترجع (Ein)، بينما يجب أن يغطي المتعرف ما بعد التوليد التمثيلات التي ركبها النموذج نفسه (Eout). إن تعرض النموذج يوسع مساحة التمثيل، مما يؤدي إلى ظهور أشكال لا يمكن حصرها مسبقًا.
الأساس المرجعي الممتاز (Privileged Baseline): من خلال استخدام فلتر مثالي (Oracle) يحتوي على القيم الحقيقية، يثبت البحث أن حتى التنقية اللفظية أو التنقية ذات النطاق المحدود غير كافية ضد إعادة التعبير الدلالي.
التقييم القابل للتدقيق: يوفر تقديم "فرز سلسلة الأدلة" طريقة قوية لتقييم النص المحرر، مما يفصل بين التسرب الدلالي الحقيقي والآثار الهيكلية الناتجة عن عملية التنقية نفسها.
الأهمية والادعاءات تخلص الورقة إلى أن التنقية القائمة على القيم الحرفية والنطاقات المحدودة غير كافية كدفاع أساسي للخصوصية بمجرد تعرض النموذج للبيانات المحمية. لا تدعي النتائج أن كل إنفاذ دلالي لما بعد التوليد مستحيل، لكنها تظهر أن تسرب الخصوصية المتبقي كبير ومستمر.
ويرى المؤلف أن الخصوصية الفعالة في الوكلاء الذين يستخدمون الأدوات تتطلب:
التقليل (Minimization): تقليل البيانات الخاصة غير الضرورية قبل دخولها إلى سياق النموذج.
التحقق من التغطية (Coverage Validation): ضمان تغطية جميع مسارات الدخول بالضوابط.
الدفاع في العمق (Defense in Depth): التعامل مع فلترة المخرجات كطبقة مكملة وليس كحل أساسي يعتمد عليه.
تسلط الدراسة الضوء على عدم تماثل جوهري: يمكن لسياسات السلامة الهيكلية الاعتماد على المصدر، لكن سياسات الخصوصية السياقية تتطلب تمييزًا دلاليًا، والذي يصبح أصعب بكثير بعد أن يعالج النموذج المعلومات ويعيد التعبير عنها.