arxiv.org·2026/10/26
针对未知来源微调数据可植入且难以消除的后门,作者提出 TopKLoRA:在每个 token 的 LoRA 瓶颈上只保留 ReLU 激活最大的 k 个 latent,仅用下游损失训练,latent 可视为条件 steering vector,并跨层组合成可审计电路。配套的 CLCD 以对比提示对给 latent 排序,再通过消融至攻击成功率(ASR)为零的必要性和 keepOnly 与 intact 差异不超过两个标准误的充分性做前缀验证。在 gemma-2-2b、Qwen2.5-1.5B、Qwen2.5-7B 上以 4.76% 毒化率训练 sleeper agent 后,TopKLoRA 在全部种子配对中电路均小于秩匹配 dense LoRA,例如 gemma-2-2b 的中等深度适配器中位电路占比为 7.4% 对 69.4%;零消融验证电路在 ≥99.9% 的保留触发提示上移除后门,多层模型指令遵循保持接近未中毒对照。对梯度路由植入的前 d 个 latent,CLCD 恢复的电路重叠远高于机遇水平,而保留整个植入集仅少数种子充分,提示冗余。局限是模型不超过 7B、触发为语法标签且需已知触发与对比对。
为什么重要 给出一条可审计的微调后门定位与手术式移除路径,对安全对齐、红队审计和可解释微调有直接落地价值。适合 适合做模型安全审计、可解释微调、后门防御的工程师与研究者。
在来源未知的数据集上进行微调,如果数据中包含中毒样本,可能会在训练后的模型中创建后门。后门难以定位和移除,并且可能在安全训练后仍然存在。虽然参数高效微调方法捕捉了训练期间引入的完整参数变化,但它们不容易解释。我们提出 TopKLoRA 的完整方法,扩展了 Masiak 等人(2025)的初步方案;这是一种设计上可解释的 LoRA 变体,其中每个 token 只激活最大的 k 个适配器潜在变量。与 SAE 不同,TopKLoRA 仅在下游损失上训练,优化压力促使模型学习具有功能因果性的潜在变量。
我们在一个 sleeper-agent 后门案例研究中演示了这种稀疏 LoRA 适配器:通过在中毒的指令跟随数据集上微调 gemma-2-2b、Qwen2.5-1.5B 和 Qwen2.5-7B,我们创建了模型生物。对每个模型生物,我们识别并消融了一个对实现后门既必要又充分的电路。此外,我们的新微调方法产生的稀疏电路比密集 LoRA 基线最多小一个数量级,从而能够在不牺牲指令跟随性能的情况下对恶意能力进行手术式消融。
最后,我们提出一种利用 TopKLoRA 潜在变量和梯度路由构建具有局部化电路的模型生物的技术,并用其验证我们的电路搜索算法的发现。我们认为这些发现是朝着设计上可解释的架构迈出的一步,这类架构能提供忠实的分析单元,同时不损害模型性能。我们分享代码:https://github.com/interpretable-finetuning/TopKLoRA。
Fine-tuning on datasets of unknown origin can create a backdoor in the trained model when the data includes poisoned examples.
Difficult to localise and remove, backdoors can persist through safety training.
While parameter-efficient fine-tuning methods capture the full parameter changes introduced during training, they are not easily interpretable.
We present the full method of TopKLoRA, extending the preliminary proposal of Masiak et al.
(2025), an interpretable-by-design LoRA variant in which only the k largest adapter latents are active at each token.
Unlike SAEs, TopKLoRA is trained purely on downstream loss, where optimisation pressure incentivises learning functionally causal latents.
We demonstrate this sparse LoRA adapter in a sleeper-agent backdoor case study where we create model organisms by fine-tuning gemma-2-2b, Qwen2.5-1.5B, and Qwen2.5-7B on a poisoned instruction-following dataset.
For each organism, we identify and ablate a circuit that is both necessary and sufficient to implement the backdoor.
Furthermore, our new fine-tuning method produces sparse circuits that are up to an order of magnitude smaller than a dense LoRA baseline, allowing surgical ablation of the malicious capability without sacrificing instruction-following performance.
Finally, we propose a technique to construct model organisms with localised circuits using TopKLoRA latents and gradient-routing, which we use to validate the findings of our circuit search algorithm.
We consider these findings as a step toward interpretable-by-design architectures that provide faithful units of analysis without compromising model performance.
We share our code: https://github.com/interpretable-finetuning/TopKLoRA.
后门移除
held-out triggered
多层保留
30 个多层 TopK 种子
9层带评分差
alpaca 消融后减 clean twin
全层评分差
alpaca 消融后略优于 clean twin
注释 · 后门在至少 99.9% held-out 触发 prompt 上移除;保留分数为 1–5 judge 均值。出自 §6.3 / 表 4 / 图 5
注释 · 表 2 所有 30 个 seed-matched 对 TopK 都更小,dense/TopK 比随层数增加。出自 表 2 / 图 2
EVIDENCE / METHODS
参数清单
4.76% 毒化率下,三种模型按 α=2r 训练,每配置 5 个种子 42–46。
注释 · 评估集 1,000 held-out triggered + 1,000 clean prompts;75 个生物体中 59 个从未无触发开火。出自 表 1 / §6
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