# 模型卡、系统卡与数据集卡

> 三种文档格式构成了 AI 透明度的骨架。模型卡（Mitchell et al. 2019）——模型的营养标签：训练数据、按因素分解的定量分析、伦理考量、注意事项；而 Hugging Face 上只有 0.3% 的模型卡记录了伦理考量（Oreamuno et al. 2023）。数据集说明书（Datasheets for Datasets，Gebru et al. 2018, CACM）——动机、构成、采集过程、标注、分发、维护；类比电子元件说明书。数据卡（Data Cards，Pushkarna et al., Google 2022）——模块化分层细节（望远镜式、潜望镜式、显微镜式），作为面向多样读者的边界对象。2024-2025 的进展：经 LLM 自动生成（CardGen, Liu et al. 2024）；模型卡细节程度与 HF 上至多 29% 的下载量提升相关（Liang et al. 2024）；可验证证明（Laminator, Duddu et al. 2024）；针对碳/水的可持续性报告增补（Jouneaux et al. 2025 年 7 月）；EU/ISO 监管卡正在出现。系统卡（System Cards，Sidhpurwala 2024；Meta 系统级透明度；「Blueprints of Trust」arXiv:2509.20394）——端到端 AI 系统文档，覆盖安全能力、提示注入防护、数据外泄检测、与人类价值观的对齐。

**类型：** Build
**语言：** Python（标准库，模型卡 + 数据集说明书 + 系统卡生成器）
**前置要求：** 阶段 18 · 18（安全框架）、阶段 18 · 24（监管）
**预计时间：** ~60 分钟

## 学习目标

- 描述最初的 Mitchell et al. 2019 模型卡和 Gebru et al. 2018 数据集说明书。
- 描述数据卡的望远镜式/潜望镜式/显微镜式分层。
- 描述系统卡及其端到端覆盖。
- 说出 2024-2025 的三项进展（自动生成、可验证证明、可持续性报告）。

## 问题背景

监管框架（第 24 课）和实验室安全政策（第 18 课）都需要文档。文档格式从「模型特定」（模型卡）演进到「数据集特定」（数据集说明书）再到「系统特定」（系统卡）。每个处理一个不同的透明度范围。2024-2025 的自动化和可验证证明工作，处理的是长期存在的采纳问题。

## 核心概念

### 模型卡（Mitchell et al. 2019）

各节：
- 模型详情。
- 预期用途。
- 因素（评估时相关的人口或环境因素）。
- 指标。
- 评估数据。
- 训练数据。
- 定量分析（按因素分解）。
- 伦理考量。
- 注意事项与建议。

采纳问题：Oreamuno et al. 2023 对 Hugging Face 模型卡的审计发现，只有 0.3% 记录了伦理考量。

### 数据集说明书（Gebru et al. 2018）

类比电子元件说明书。各节：
- 动机（为什么创建这个数据集）。
- 构成（里面有什么）。
- 采集过程（怎么组装起来的）。
- 标注（如适用）。
- 用途（预期、禁止、风险）。
- 分发。
- 维护。

发表于 CACM 2021。说明书是上游文档；模型卡依赖说明书的准确。

### 数据卡（Pushkarna et al., Google 2022）

模块化分层细节。三个缩放级别：
- **望远镜式（Telescopic）。** 给非专家的高层摘要。
- **潜望镜式（Periscopic）。** 给 ML 实践者的中层概览。
- **显微镜式（Microscopic）。** 给审计者的特征级详细文档。

边界对象框架：不同读者从同一份文档里提取不同的信息。

### 系统卡

范围：端到端 AI 系统，包括模型 + 安全栈 + 部署上下文。各节通常包括：
- 安全能力。
- 提示注入防护。
- 数据外泄检测。
- 与所述人类价值观的对齐。
- 事件响应。

Sidhpurwala 2024 和 Meta 的系统级透明度工作。「Blueprints of Trust」（arXiv:2509.20394）把系统卡形式化为模型卡在部署层的补充。

### 2024-2025 的进展

- **CardGen（Liu et al. 2024）。** 经 LLM 的模型卡自动生成；在标准化的 Mitchell 2019 字段上报告了比许多人工撰写卡片更高的客观性。
- **下载量相关性（Liang et al. 2024）。** 详细的模型卡与 HF 上至多 29% 更高的下载率相关——采纳压力现在是市场驱动的，不只是合规驱动的。
- **Laminator（Duddu et al. 2024）。** 经硬件 TEE / 加密签名的可验证证明——让模型卡能携带一个「主张的证明」，而不只是一个主张。
- **可持续性（Jouneaux et al. 2025 年 7 月）。** 针对碳、水、计算能耗足迹的增补；正在出现的 ISO 标准。
- **监管卡。** EU AI 法案（第 24 课）GPAI 行为准则的透明度章节要求把模型卡作为一项合规产物。

### 这在阶段 18 里的位置

第 24-25 课是监管层和 CVE 层。第 26 课是文档层。第 27 课是训练数据治理，它是说明书的上游。第 28 课是产出卡片中所引用评估的研究生态。

## 实际使用

`code/main.py` 为一个玩具部署生成一份最小的模型卡、数据集说明书、系统卡。每个都遵循经典的章节结构。你可以审视格式、对比这三个范围。

## 拿去用

本课产出 `outputs/skill-card-audit.md`。给定一份模型卡、数据集说明书或系统卡，它审计章节覆盖、数值分解、以及是否存在可验证证明。

## 练习

1. 运行 `code/main.py`。审视生成的卡片。指出薄弱（仅占位）的章节，并说明什么证据能强化它们。

2. 给模型卡扩展一项跨两个人口群体的按因素分解定量分析（第 20 课）。

3. 读 Oreamuno et al. 2023 关于 0.3% 采纳率的内容。提出一个对模型卡规范的结构性改动，能提高伦理考量的采纳。

4. Laminator（Duddu et al. 2024）用 TEE 做可验证证明。设计一个携带「评估结果的加密证明」的模型卡字段，并描述验证者的角色。

5. 为你过去的某个项目或一个假想部署写一份系统卡（是系统卡，不是模型卡）。指出对第三方审计者价值最高的那一节。

## 关键术语

| 术语 | 大家嘴上怎么说 | 它实际是什么 |
|------|-----------------|------------------------|
| 模型卡 | 「那个 Mitchell 卡」 | Mitchell et al. 2019 的 ML 模型标准文档 |
| 数据集说明书 | 「那个 Gebru 说明书」 | Gebru et al. 2018 的数据集标准文档 |
| 数据卡 | 「那个 Pushkarna 卡」 | Google 2022 的模块化分层数据文档 |
| 系统卡 | 「那个部署卡」 | 包含安全栈的端到端 AI 系统文档 |
| 边界对象 | 「不同读者、同一份文档」 | 数据卡框架：同一份文档服务多样受众 |
| 可验证证明 | 「那个 Laminator 证明」 | 附加在文档主张上的加密或 TEE 证明 |
| 可持续性字段 | 「碳 / 水足迹」 | 2025 年新出现的环境核算增补 |

## 延伸阅读

- [Mitchell et al. — Model Cards for Model Reporting (arXiv:1810.03993, FAT* 2019)](https://arxiv.org/abs/1810.03993) —— 经典模型卡
- [Gebru et al. — Datasheets for Datasets (CACM 2021, arXiv:1803.09010)](https://arxiv.org/abs/1803.09010) —— 说明书论文
- [Pushkarna et al. — Data Cards (Google 2022)](https://arxiv.org/abs/2204.01075) —— 分层数据文档
- [Sidhpurwala et al. — Blueprints of Trust (arXiv:2509.20394)](https://arxiv.org/abs/2509.20394) —— 系统卡形式化
