Agent Mosaic: Recognizing Confidentiality Leaks in Agentic LLM Systems

Daniel Ruiz, Luca Luceri, Emilio Ferrara

arXiv:2610.30418 · 2026-10-25 공개 · arXiv · PDF

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Abstract

Modern LLM agents can retrieve information from accessible documents, and then disclose a sensitive conclusion assembled from them. This mosaic effect creates a critical risk for agents operating over confidential data. We quantify its realization with 30 synthetic cybersecurity, medical, and military examples, yielding 10,800 final answers from three LLM agents in controlled simulation and 1,440 answers from live agents in two open-source harnesses. Even under benign queries designed to be answerable from one document, GPT-5.6-Sol, the best performing model tested, discloses forbidden composites in 7.08% of answers (95% CI: 3.75-10.67%) in simulation, with worse disclosure rates in live harnesses. Adding visible classification headers and explicit aggregation rules reduces pooled disclosure rates substantially, yet unsafe disclosures persist in 32.37% of simulated answers (95% CI: 28.33-36.19%) across all intents despite these safeguards. Furthermore, increased refusals do not guarantee confidentiality, since significant refusals reveal the prohibited conclusion regardless. These results point to a troubling conclusion: sensitive data leaks via mosaic-style events are an observed confidentiality failure mode in the evaluated settings at non-negligible rates. They motivate stronger controls on what agents may infer and disclose in sensitive data environments with mixed-clearance users.

한국어 요약

한 줄 요약

LLM 에이전트가 보안 문서를 결합해 민감 정보를 유추하는 '모자이크 효과'로 32.37%의 누설이 발생하는 문제를 실험적으로 밝혀낸 연구.

핵심 기여도

핵심 아이디어

LLM 에이전트는 개별 문서에 대한 접근 권한을 준수하면서도, 여러 문서의 정보를 결합해 금지된 결론을 유추할 수 있다. 이는 '모자이크 효과'로 알려진 보안 위험으로, 단일 문서는 비밀이지만, 결합하면 더 높은 보안 수준의 정보가 되는 경우를 말한다. 예를 들어, "Participant 4078는 '-B'로 끝나는 약 키트를 받았고, '-B' 키트는 위약을 포함한다"는 두 문장은 각각 비밀이지만, 결합하면 "Participant 4078은 활성 약품이 아닌 위약을 받는다"는 TOP SECRET 정보가 된다. 본 연구는 이러한 유형의 누설이 실제 시스템에서 얼마나 자주 발생하는지, 그리고 기존 보안 조치가 얼마나 효과적인지를 실험적으로 평가했다.

기술적 접근법

주요 결과

의의 및 한계

본 연구는 LLM 에이전트가 보안 문서를 결합해 민감 정보를 유추하는 문제를 체계적으로 평가한 최초의 연구 중 하나이다. 특히, 기존 보안 조치가 완전한 방어를 제공하지 못함을 실험적으로 입증함으로써, 보다 강력한 정보 누설 방지 기법이 필요함을 강조한다. 그러나 연구는 합성 데이터에 기반하며, 실제 보안 환경에서의 일반화 가능성은 추가 연구가 필요하다. 또한, 거부 응답이 정보 누설을 유발할 수 있다는 점은 기존 보안 정책 설계에 대한 재검토를 요구한다.

실용적 활용

본 연구는 의료, 군사, 사이버보안 등 민감 정보가 다루어지는 분야에서 LLM 에이전트의 안전한 사용을 위한 기초를 제공한다. 특히, 다중 사용자 환경에서 민감 정보 누설을 방지하기 위한 정책 설계와 모델 감시 시스템 개발에 활용될 수 있다.