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AIプロンプト逆推定技術：output2promptの革新とその実用性

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AI技術の進化は止まるところを知りません。その最前線にあるのが、LLM出力からプロンプトを逆推定する「output2prompt」という革新技術です。この新しい手法を活用することで、AIの応用範囲が飛躍的に広がり、さらにはセキュリティリスクの新たな解決策を提供します。特に、GPTsの開発、分析、改良において大きな可能性を秘めており、倫理的な課題をクリアすることで、さらにその効果を発揮することが期待されます。この記事では、output2promptの詳細とその実用性について徹底解説します。

output2promptとは？

output2promptは、LLM（大規模言語モデル）が生成した出力から元のプロンプトを抽出するための新しい手法です。従来のlogit2promptのような方法では、モデルの内部ロジットにアクセスする必要がありましたが、output2promptは、標準的なユーザークエリの出力だけを使用してプロンプトを効果的に推測することが可能です。

論文：https://arxiv.org/pdf/2405.15012

output2promptの実験内容と事例

output2promptの有効性を検証するために、論文では様々なデータセットを用いた実験が行われました。ここでは、ユーザー入力プロンプトとシステムプロンプトの抽出事例と、関連するプロンプト例を詳しく見ていきます。

1. ユーザー入力プロンプトの抽出

  • データセット例:

    • Instructions-2M: 200万組のユーザー入力プロンプトとシステムプロンプトのペアで構成されたデータセット。このデータセットからランダムに30,000個のプロンプトを選び出しoutput2promptの学習に用い、1,000個のプロンプトをテストに用いました。

    • ShareGPT: ChatGPTで使用されたプロンプトと応答を共有するウェブサイト「ShareGPT」から収集されたデータセット。500個のプロンプトを選び出し、100個を学習に、400個をテストに用いました。

    • Unnatural Instructions: OpenAIのtext-davinci-002モデルに例文を与えてプロンプトを生成させることで作成された、多様で創造的な指示を含むデータセット。500個のプロンプトを選び出し、100個を学習に、400個をテストに用いました。

2. システムプロンプトの抽出

  • データセット例:

    • Synthetic GPTs: 実在するGPTsのシステムプロンプトのデータセットが公開されていないため、GPT-3.5を用いて人工的にシステムプロンプトを生成。具体的には、GPTs Hunterから収集した26,000個のGPTsの名前と説明文を元に、GPT-3.5に対して「GPT Description:」から始まる約200トークンのシステムプロンプトを生成させました。

    • Real GPTs: GPT Storeで公開されているGPTsのシステムプロンプトを収集。英語以外のプロンプトを除外した79個のプロンプトを対象に、50個を学習に、29個をテストに用いました。

    • Awesome-ChatGPT-Prompts: LLMに特定の役割を指示するための153個のシステムプロンプトで構成されたデータセット。50個のプロンプトを学習に、103個をテストに用いました。

実装内容

output2promptは、Transformerベースのエンコーダ-デコーダ構造を持つ逆変換モデルと、新しいスパースエンコーダアーキテクチャを採用することで、LLMの出力テキストのみからプロンプトを抽出します。

  1. LLM出力の取得:

    • 対象のLLMに対して、抽出したいプロンプトを使って生成されたテキストを複数取得します。

    • 同じプロンプトでも異なる出力が得られるよう、温度パラメータを調整します。

  2. スパースエンコーダ:

    • 複数のLLM出力を連結してエンコーダに入力します。

    • スパースエンコーダは、各出力テキストが自身のみを処理するよう

に自己注意機構を制限することで、計算量とメモリ使用量を削減します。

  • これにより、従来のTransformerエンコーダよりも効率的に多くの出力を処理することが可能になります。

  1. デコーダ:

    • スパースエンコーダの出力をデコーダに入力し、隠されたプロンプトを生成します。

    • デコーダは、エンコーダと同様にTransformerベースの構造を持ちます。

    • 学習データとして用意したプロンプトと生成されたプロンプトの類似度を最大化するように、モデルのパラメータを調整します。

  2. プロンプトの出力:

    • デコーダは、自己回帰的にトークンを生成し、最終的にプロンプト全体を生成します。

output2promptの利点

  • ブラックボックス対応: LLMのAPIや内部構造に関する知識を必要とせず、出力テキストのみを用いるため、幅広いLLMに適用可能です。

  • 効率性: スパースエンコーダの採用により、計算コストとメモリ使用量を抑え、効率的にプロンプトを抽出できます。

  • 転移学習能力: 異なるLLMやデータセットに対しても、高い転移学習能力を示し、汎用性の高い手法です。

GPTsとoutput2promptの関係と活用法

output2promptは、GPTs（特定のタスクや役割に特化したシステムプロンプトとLLMを組み合わせたアプリケーション）と密接な関係を持っています。論文中で示された「system prompt」は、GPTsの動作を定義づける重要な要素であり、output2promptを用いることで以下のような様々な活用法が考えられます。

  1. GPTsの複製: output2promptを用いることで、既存のGPTsの出力からシステムプロンプトを分析・抽出することが可能になります。これにより、開発者は既存のGPTsと同様の機能を持つ新しいGPTsを容易に作成できる可能性があります。

  2. GPTsの改良: output2promptによって抽出されたシステムプロンプトを分析することで、既存のGPTsの動作をより深く理解し、改善に役立てることができます。例えば、プロンプトの構造や表現を調整することで、GPTsの精度やパフォーマンスを向上させることが期待できます。

  3. GPTsのセキュリティ分析: output2promptは、GPTsのシステムプロンプトが意図せず機密情報を含んでいるかどうかを検出するために使用できます。これにより、セキュリティリスクを未然に防ぐことができます。

  4. GPTs開発の効率化: output2promptを用いることで、開発者は試行錯誤的にプロンプトを調整する代わりに、出力結果から効果的なプロンプトを学習し、GPTs開発の効率化を図ることができます。これにより、より短期間で高品質なGPTsを開発することが可能になります。

最後に

output2promptは、AIのセキュリティリスクを再定義し、LLMの使用におけるリスク管理の重要性を強調します。特に、GPTsの開発・分析・改良においては、この技術が大きな貢献を果たす可能性があります。クライアントがAIを安全に使用するためのガイドラインを構築するだけでなく、output2promptを活用してGPTsの機能を深く理解し、さらなる発展を遂げることが期待されます。ただし、倫理的な問題点をクリアすることが重要であり、これを踏まえた上で、GPTsの普及とその効果的な活用が進められるべきです。AIのプロンプト逆推定を通じて、競合他社の戦略を読み解き、新たなビジネスチャンスを見つけることが、今後のビジネス展開において有効な手段となるでしょう。

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