в фотошопе у вас грей-профиль изображения - 25%dot gain
соответственно этому - иллюстратор и пересчитывает
ваш серый квадрат.
или несоответственно))) потому что непонятно,
чем занимается иллюстратор с грейскелом.
вообще - я долго спрашивал местное население,
чем руководствуется иллюстратор при грее.
никто не знает)))
[любопытства для - попробуйте какое-либо изображение
перевести в грей внутри иллюстратора. результат удивит]
поставьте везде одинаковые профили,
+ к этому делайте просто цмиковое изображение в шопе.
с одним чёрным каналом.
и получите идентичные картинки.