論文の概要: Optimal Detection for Language Watermarks with Pseudorandom Collision
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.22007v1
- Date: Fri, 24 Oct 2025 20:21:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-28 15:28:14.733145
- Title: Optimal Detection for Language Watermarks with Pseudorandom Collision
- Title（参考訳）: Pseudorandom Collision を用いた言語透かしの最適検出
- Authors: T. Tony Cai, Xiang Li, Qi Long, Weijie J. Su, Garrett G. Wen,
- Abstract要約: 階層的な2層分割によって構造を捉える統計的枠組みを導入する。
その中核は最小単位の概念であり、単位間の独立として扱うことができる最小の群は、単位内部への依存を許容する。
Gumbel-maxおよび逆変換透かしの適用により、我々のフレームワークはクローズドフォーム最適規則を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.84134119819056
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Text watermarking plays a crucial role in ensuring the traceability and accountability of large language model (LLM) outputs and mitigating misuse. While promising, most existing methods assume perfect pseudorandomness. In practice, repetition in generated text induces collisions that create structured dependence, compromising Type I error control and invalidating standard analyses. We introduce a statistical framework that captures this structure through a hierarchical two-layer partition. At its core is the concept of minimal units -- the smallest groups treatable as independent across units while permitting dependence within. Using minimal units, we define a non-asymptotic efficiency measure and cast watermark detection as a minimax hypothesis testing problem. Applied to Gumbel-max and inverse-transform watermarks, our framework produces closed-form optimal rules. It explains why discarding repeated statistics often improves performance and shows that within-unit dependence must be addressed unless degenerate. Both theory and experiments confirm improved detection power with rigorous Type I error control. These results provide the first principled foundation for watermark detection under imperfect pseudorandomness, offering both theoretical insight and practical guidance for reliable tracing of model outputs.
- Abstract（参考訳）: テキスト透かしは、大きな言語モデル(LLM)出力のトレーサビリティと説明責任を保証する上で重要な役割を果たす。
有望ではあるが、既存のほとんどの手法は完全な擬似ランダム性を前提としている。
実際に、生成されたテキストの繰り返しは、構造化依存を生成する衝突を誘発し、タイプIエラー制御を妥協し、標準解析を無効にする。
本稿では,この構造を階層的な2層分割によって捉える統計的枠組みを提案する。
その中核は最小単位の概念であり、単位間の独立として扱うことができる最小の群は、単位内部への依存を許容する。
最小限の単位を用いて、非漸近的効率測定とウォーターマーク検出をミニマックス仮説テスト問題として定義する。
Gumbel-maxおよび逆変換の透かしに応用して、我々のフレームワークは閉形式最適規則を生成する。
繰り返し統計を破棄することは、しばしばパフォーマンスを改善し、縮退しない限り、ユニット内依存に対処する必要があることを示す理由を説明する。
理論と実験の両方で、厳密なI型エラー制御による検出能力の向上が確認された。
これらの結果は不完全な擬似ランダム性の下での透かし検出のための最初の原理的基礎を提供し、モデル出力の信頼性トレースのための理論的洞察と実践的なガイダンスを提供する。
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