论文笔记：Detecting Pretraining Data from Large Language Models

iclr 2024 reviewer评分 5688

1 intro

• 论文考虑的问题：给定一段文本和对一个黑盒语言模型的访问权限，在不知道其预训练数据的情况下，能否判断该模型是否在这段文本上进行了预训练
  • 这个问题是成员推断攻击(Membership Inference Attacks，MIA)的一个实例
• 最近存在一些工作将微调数据检测作为一个MIA问题进行了研究
  • 但是，将这些方法应用到检测大模型相关数据中，存在两个独特的技术挑战
    • 与通常运行多个epoch的微调不同，预训练使用的数据集要大得多，但每个实例只暴露一次，
      • ——>这显著减弱了成功MIA所需的潜在记忆
    • 以前的方法通常依赖于一个或多个参考模型（影子模型）
      • 这些模型以与目标模型相同的方式进行训练（从相同的基础预训练数据分布中采样的影子数据上进行训练）
      • 这对于大型语言模型来说不可行，因为训练分布通常不可用，训练成本也太高
• ——>论文提出了一个基准 WikiMIA和一种预训练数据检测方法Min-K% Prob

2 WikiMIA

• 使用在特定日期（2023年1月1日）之后添加到维基百科的事件来构建基准
  • 将这些事件视为非成员数据，因为可以保证这些数据不会出现在预训练数据中
• ——>最终收集了394个最近事件作为我们的非成员数据，并随机选择了394个在2016年前的维基百科页面中的事件作为我们的成员数据

2.1 数据的三个理想属性

• 准确：
  • 在语言模型预训练之后发生的事件保证不会出现在预训练数据中。
  • 事件的时间性质确保非成员数据确实未曾见过,并没有在预训练数据中提到。
• 通用
  • 不限于任何特定的模型，可以应用于使用维基百科数据进行预训练的各种模型(OPT、LLaMA、GPT-Neo)
• 动态：
  • 由于这里的数据构建流程是完全自动化的，论文将通过从维基百科收集更多最近的非成员数据(即更近期的事件)来持续更新论文的基准

3 Min-K% Prob

3.1 微调MIA 方法的不足

• 微调的MIA方法通常是：
  • 用在相似数据分布上训练的参考模型(影子模型)来校准目标模型使用某一个样本的概率。
  • 但是，由于预训练数据的黑盒性质和其高计算成本，这些方法在预训练数据检测中是不实际的。
• ——>论文提出了一个无参考的MIA方法Min-K% Prob

3.2 方法介绍

• 论文的方法基于一个简单的假设——一个未见过的样本往往包含几个具有低概率的异常词，而一个见过的样本不太可能包含这样低概率的词。
• Min-K% Prob计算离群词元的平均概率。
• Min-K% Prob可以在不了解预训练语料库或，不需要任何额外训练的情况下使用

如果平均概率高，那么很有可能文本在预训练数据中

4 实验

4.1 检测结果

4.2 文本和模型大小的影响

4.3 GPT3 预训练数据中的Top20书籍

4.4 不同learning rate的影响