给ChatGPT打水印的人，是「统计学诺奖」得主苏炜杰

编辑｜Panda

今天，OpenAI 宣布正式启用文本水印。从当天起，全球 API 客户可以为部分模型自行开启水印，默认仍保持关闭。未来几周内，欧盟地区符合条件的 ChatGPT 与 Codex 文本输出将被加上肉眼不可见的水印，覆盖所有付费档位。检测器则只向通过审核的研究者和专业机构开放申请，暂不面向公众。

这次上线的直接推手是欧盟。《人工智能法》（EU AI Act）第 50 条自 2026 年 8 月 2 日起适用，要求生成式 AI 提供方以机器可读的方式标记输出内容。欧盟委员会 6 月发布的《AI 生成内容透明度行为准则》进一步把「不可感知的水印」列为基本要求，并指出自由文本无法像图片文件那样携带元数据，水印几乎是唯一可行的标记手段。

文本水印对 OpenAI 来说并不是新课题。早在 2023 年，时任 OpenAI 客座研究员的计算机科学家 Scott Aaronson 就公开介绍过一套基于 Gumbel-max 技巧的水印方案。此后数年，外界多次传出 OpenAI 内部早已具备文本水印能力、却迟迟没有推出的消息。

拖延的原因之一，是文本水印在工程上的两难。它真正的难题不在于「能不能打上」，而在于能否精确计量：为了换取可检测的信号，模型究竟让出了多少生成自由。

一同发布的，还有一份题为《textGrain: Entropy-Calibrated Watermarking for Language Model Text》的技术报告，详细交代了这套水印如何在两难之间取舍。

报告标题：textGrain: Entropy-Calibrated Watermarking for Language Model Text

报告地址：https://cdn.openai.com/pdf/e9508624-d767-41b6-a26d-e34ca798ada6/textgrain-entropy-calibrated-watermarking-for-language-model-text.pdf

报告的通讯作者一栏，写着一个中国统计学界熟悉的名字：今年的考普斯会长奖（COPSS Presidents' Award）得主苏炜杰。

从研究 OpenAI 的水印，到设计 OpenAI 的水印

苏炜杰（Weijie Su）与 OpenAI 水印的缘分，比他入职 OpenAI 早得多。

大语言模型水印是他近几年的核心研究方向之一。他与合作者 2025 年发表在《统计年鉴》（The Annals of Statistics）上的论文，为水印检测建立了一套统计框架，研究对象正是 OpenAI 此前的 Gumbel-max 方案，并为其推导出了优于已有做法的检测规则。

此后，这条研究线又延伸到人类编辑下的稳健检测、拟合优度检验、混合文本中水印比例的估计等问题。换句话说，在加入 OpenAI 之前，他已经花了几年时间从外部研究「OpenAI 的水印该怎么测才最准」。

今年 5 月底，苏炜杰在 𝕏 上宣布以学术休假身份加入 OpenAI，参与模型训练，同时晋升为宾夕法尼亚大学沃顿商学院统计与数据科学系正教授。

8 月 5 日，他在波士顿举行的联合统计会议上领取了 2026 年考普斯奖。

这一奖项由五个主要统计学会于 1976 年设立，每年只授予一位青年统计学家，常被称作统计学界的「诺贝尔奖」。

他是 2012 年以来首位获此奖项的华人统计学家，评奖委员会列举的贡献中，第一项就是生成式 AI 的统计基础。

在此之前，他的履历是一条数学精英路线：北京大学数学科学学院 2007 级，2011 年本科毕业，2016 年在斯坦福大学获统计学博士学位，师从 Emmanuel Candès，随后在沃顿任教至今。

textGrain 是一项九人合作的成果，作者团队同样延续了这条学术脉络。除苏炜杰外，作者还包括宾夕法尼亚大学的 Xiang Li、Qi Long，耶鲁大学的 Garrett Wen、Xiaohong Chen，以及 OpenAI 的 Arzav Jain、Florent Joly、Mike Lam 和 Qingquan Song。其中 Xiang Li 是报告第一作者，也是上述《统计年鉴》论文的第一作者，与苏炜杰合作水印研究多年。

「无偏」不等于「自由」

要理解 textGrain 在解决什么问题，先要看水印是怎么工作的。

LLM 逐词生成文本，每一步都从一个「下一词预测分布」中抽样。水印的做法是用一把密钥和前文生成一串伪随机数，再让抽样过程依赖这串数字。检测时，只要拿着密钥重建同一串数字，就能检验文字与它之间是否存在统计关联。

学术界此前追求的一个重要性质叫「无偏」：在任意固定的前文下，如果把密钥看作随机抽取的，那么对所有密钥取平均后，水印模型的输出分布与原模型完全一致。听上去，这已经意味着水印「不影响」模型。

问题在于，实际部署时密钥是固定的。以 Aaronson 的 Gumbel-max 方案为例，也就是苏炜杰团队此前研究过的那套方案，它在固定前文和固定密钥下，总是选中同一个词。

这就像一位按暗号配菜的厨师：从所有可能的暗号平均来看，各道菜出现的比例与菜单完全吻合；可只要暗号不换，同一桌客人每次点同一道菜，端上来的永远是同一盘。

落到大模型上，就是同一个提示词反复生成，得到的回答一字不差。对于需要多次采样再择优、或者希望得到多个不同方案的应用，这是实打实的损失。

另一个极端同样不可取：如果生成过程与密钥毫无关联，模型的随机性完好无损，但水印信号也就不存在了。

textGrain 要回答的问题是，在这两个极端之间，能否用一个可解释的旋钮来精确控制位置。

把水印写成一道最优传输题

技术报告的第一个关键观察是，任何无偏水印都可以看作生成词与密钥随机数之间的一个「耦合」，也就是一个两侧边缘分布都被固定的联合分布。在这个视角下，耦合偏离「相互独立」的程度可以用 KL 散度衡量，而这个 KL 散度恰好等于两者的互信息，也等于固定密钥之后平均丢失的抽样熵。

这一恒等式把一个抽象的正则项变成了有明确信息论含义的量。研究团队据此引入「熵预算」β，取值在 0 到 1 之间，表示允许损失的熵占原始预测分布熵的比例。

β 等于 0 时水印退化为普通抽样；β 越大，密钥对生成的支配越强，信号也越强。可以把它理解成一本账：模型每一步原本有若干「选词自由」，β 规定其中最多拿出多大比例交给密钥。报告也特意强调，这一预算约束的是对密钥取平均后的熵损失，并不保证每个具体密钥、每个位置都恰好损失这么多。

确定了预算，剩下的是如何在预算内选出「最好」的耦合。团队采用了带 KL 正则的最优传输（OT）：给每一对候选赋予由 Gumbel 随机变量生成的代价，代价越低越受水印偏好，KL 项则负责把依赖程度压在预算以内。

分块：让最优传输跑得动

直接在十几万词的词表上解最优传输，计算量难以承受。textGrain 的第二个设计是分块。

报告用一个例子说明了整个流程。假设前文是「The morning was」，下一个词的候选与概率分别为 warm 0.30、cold 0.25、mild 0.15、calm 0.10、sunny 0.10、bright 0.10。

第一步，密钥和前文窗口把词表随机分成若干块，比如 {warm, calm}、{cold, sunny}、{mild, bright}，每块的概率是块内词概率之和，分别为 0.40、0.35、0.25。

第二步，把这三块与 m 个等概率的「列」做最优传输耦合，代价表由密钥生成，求解过程中不断调节正则强度，使实际熵损失逼近预算。

第三步，由密钥选出其中一列，这一列决定三块各自的抽样概率，例子中变成了 0.04、0.69、0.27。

最后，在被选中的块内，按原始的相对概率抽出具体的词，例子中抽到了 cold。

基于分块最优传输的水印嵌入流程

分块的好处有两点：

优化维度从词表规模降到「块数 × 列数」，单次 Sinkhorn 迭代只需 O(Bm) 次运算；

块内词的相对概率完全不变，水印只改变「选哪一块」，不触碰块内的语言偏好。

对多个位置的问题，还可以把代价表堆叠起来批量求解。报告附录还给出了与投机采样（speculative sampling）的兼容方案：草稿模型与目标模型共用同一把密钥，验证环节使用双方的水印分布，可以在保持目标模型水印输出分布不变的前提下引入加速，不过实际提速多少仍需实测。

检测：只需要文本和密钥

检测端的设计同样简洁。检测器不需要访问生成模型，不需要知道生成时用的熵预算，只需要拿到文本和密钥。

在每个位置，检测器用密钥和前文窗口重建分块、代价表和被选中的列，再根据观察到的词找到它所在的块，读出对应的代价，转换成一个分数。水印偏好低代价的组合，因此带水印的文本分数会整体偏高。

在理想化假设下，无水印文本的单个分数服从单位指数分布，n 个分数之和服从 Gamma(n, 1) 分布，于是可以按预设的误报率 α 设定阈值。为避免同一张随机表被重复使用，检测只统计每个前文窗口第一次出现的位置。

从观测文本中检测水印

报告在这里保持了统计学者一贯的审慎。它明确写道，固定的部署密钥和有限精度运算都要求做经验校准，理想化的零假设计算本身并不能保证每把密钥、每个应用场景都达到同样的误报率。

效果如何？

根据 OpenAI 博客公布的数据，在其前沿模型 Astra 的多项基准测试上，加水印与不加水印的成绩没有显著差异。例如 GPQA Diamond 为 94.44% 对 93.94%，DeepSWE v1.1 为 72.80% 对 71.68%，Terminal-Bench 4.0 为 53.90% 对 56.06%。

OpenAI 还表示，在其内部评测中，textGrain 的表现与包括谷歌 SynthID 文本水印在内的其他方法相当或更好，但未公布具体对比数字。

检测能力方面，OpenAI 同样给出了不那么好看的数字。在 1% 的目标误报率下，对心理学类问答，检测器能识别约 80% 的 200 token 段落和约 95% 的 400 token 段落；数学类内容由于用词选择空间小，检出率明显更低。

改写的影响更大：在 400 token 段落中，替换 10% 的词为同义词，检出率从约 92% 降至 66%；替换 25%，则只剩 17%。

这些局限也解释了 OpenAI 为何把检测器限定在研究者和专业机构手中。博客专门列出了水印「不能说明」的事情：它无法衡量人类在文本中的贡献，不能确定所有权或责任归属，不会关联到具体用户，不能判断内容真假；而检测不到水印，也不能证明文字出自人手。

结语

textGrain 的价值，不只在于又多了一种水印算法，而在于它给一个长期含糊的权衡找到了计量单位。过去谈水印对模型的影响，常常停留在「无偏」「不失真」这样的定性表述；现在，「为了信号让出多少随机性」可以直接写成一个比例，交给工程团队去设定，交给监管方去审视。

这份报告的写法也颇具统计学色彩：每个保证都附带假设，每个数字都区分理想值与实测值。苏炜杰过去几年反复主张，LLM 需要严格的统计基础。

几年前，他还在论文里替 OpenAI 的旧水印寻找最优检测方法；如今，他和合作者设计的新水印即将出现在欧盟用户符合条件的 ChatGPT 回答里。一位「统计学诺奖」得主的理论工作，以这种方式走进了产品。

OpenAI 表示，技术报告将在未来几周补充更多细节，并计划开源相关技术。文本水印能否经受住真实世界的改写、翻译和对抗，答案还需要更多研究者拿着检测器去检验。

参考链接

https://openai.com/index/eu-text-provenance/

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