13 分で読了
0 views

テキストから画像生成における巧妙な脆弱性を暴く手法——Adversarial Nibbler Adversarial Nibbler: An Open Red-Teaming Method for Identifying Diverse Harms in Text-to-Image Generation

さらに深い洞察を得る

AI戦略の専門知識を身につけ、競争優位性を構築しませんか?

AIBR プレミアム
年間たったの9,800円で
“AIに詳しい人”として
一目置かれる存在に!

プレミア会員になって、山ほどあるAI論文の中から効率よく大事な情報を手に入れ、まわりと圧倒的な差をつけませんか?

詳細を見る
【実践型】
生成AI活用キャンプ
【文部科学省認可】
満足度100%の生成AI講座
3ヶ月後には、
あなたも生成AIマスター!

「学ぶ」だけではなく「使える」ように。
経営者からも圧倒的な人気を誇るBBT大学の講座では、3ヶ月間質問し放題!誰1人置いていかずに寄り添います。

詳細を見る

田中専務

拓海先生、お時間いただきありがとうございます。最近、部下が「テキストから画像を作るAIは危険だ」と騒いでおりまして、正直何が問題なのかよく分からないのです。弊社で導入検討する際の投資対効果(ROI)や現場への影響を、経営目線で教えていただけますか。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、田中専務。一緒に整理しましょう。結論を先に言うと、最近の研究は「表面的には無害に見える入力」で問題を引き起こす点を明らかにしており、導入前のチェックを怠るとブランドリスクと法務リスクが顕在化する可能性が高いです。要点は三つに整理できます。まずリスクの種類、次に見つけ方、最後に対応方針です。

田中専務

リスクの種類、ということですが、具体的にはどのようなものが想定されますか。うちの現場は製造業でして、画像生成を使うとしてもカタログやプロモーション程度です。そんな場面でも問題になりますか。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!はい、製造業のカタログでも問題になり得ます。例えばステレオタイプ的な表現や意図せぬ暴力的・差別的な表現、または著作権や肖像権に触れる類です。ここで重要なのは攻撃の仕方が巧妙で、表面上は普通の文章(implicitly adversarial prompts)でも危険な画像を生む点です。専門用語を後で整理しますが、まずは被害がどのように発生するかをイメージしてください。

田中専務

それは怖いですね。で、具体的にどうやって発見するんですか。社内で簡単にできる方法があるなら知りたいです。導入前のチェックで済ませられればコストも抑えられます。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!研究では「Adversarial Nibbler」というオープンなレッドチーミング手法を使って、多様な”巧妙な”プロンプトを市民や外部の参加者に作ってもらい、長尾(ロングテール)の失敗を見つけています。社内での実装は、まず疑わしい入力を想像して試すこと、次に外部の多様な視点を取り入れたチェック、最後にモデルやフィルタの改善の循環を回すことが有効です。要点を三つにまとめると、想像力で穴を探す、外部で視点を増やす、そして改善を繰り返す、です。

田中専務

外部の視点を入れる、というのは具体的にどうするのですか。クラウドツールや外部サービスを使うのはセキュリティ上怖いのですが。これって要するに外注して試作品を集めるということですか。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!外注だけが答えではありません。研究で実践しているのはクラウドベースの解析に頼らず、公開されたチャレンジ形式やローカルでの再現環境を用いることです。つまり、外部の多様な参加者(クラウドワーカーやコミュニティ)を使いつつも、扱うデータや生成物は社内ポリシーに従ってフィルタし、段階的に検証する流れを作れば良いのです。投資対効果で考えると、初期は小規模なレッドチーミングで主要な穴を見つけ、段階的に拡大するのが現実的です。

田中専務

なるほど。ところで専門用語がいくつか出てきましたが、まず「red-teaming(レッドチーミング)」と「implicitly adversarial prompts(暗黙的敵対的プロンプト)」の違いを簡単に整理していただけますか。投資する際にどちらに力を入れるべきか判断したいのです。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!一言で言えば、red-teamingは「攻めの安全評価」で、外部や内部の人間がモデルの欠陥を見つける活動である。一方、implicitly adversarial promptsは「一見無害だがモデルの盲点を突く入力」のことだ。経営判断としては、まずred-teamingの仕組みを作り、そこで出てきたimplicitly adversarialな例をデータセット化して対処する、この順序が費用対効果が高いです。これを循環的に回すのが現実的な投資戦略です。

田中専務

分かりました。最後に、うちのような中堅企業が初めにやるべき具体的な三つのアクションを教えてください。できれば短く端的にお願いします。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!短く三つ。第一に、小規模なレッドチームを社内で立ち上げ、現場のメンバーに疑わしいプロンプトを作らせること。第二に、外部の多様な視点を限定的に取り入れて長尾の問題を洗い出すこと。第三に、見つかった問題を優先度付けして防御(フィルタやガイドライン)とモデル改善のどちらに投資するかを決めること。これを回せば、投資効率は確実に上がりますよ。

田中専務

分かりました。つまり、まずは社内で『疑わしい入力を想像して試すチーム』を作り、外部を限定的に活用しながら出てきた問題を優先順位付けして対応する、ということですね。ありがとうございました。では、私の言葉で要点をまとめます。社内で小さなレッドチームを作って疑わしい例を洗い出し、外部の多様な視点で長尾問題を補強し、発見した問題を優先順位に基づいて防御と改善に振り分ける。これで進めます。


1.概要と位置づけ

結論を先に述べると、この研究はテキストから画像を生成するAI(text-to-image (T2I) テキストから画像生成)の安全検証において、従来の表面的なテストでは見落とされがちな「一見無害な入力」が引き起こす多様な被害を体系的に見つけ出す実用的な方法論を提示した点で画期的である。従来の安全評価はモデル単体の誤り率や既知の攻撃例に焦点を当てる傾向があったが、本研究は人間の創造性を活用することでロングテール(long-tail)事例を効率よく抽出する枠組みを示している。

基礎的な位置づけとして、本研究はレッドチーミング(red-teaming レッドチームによる攻撃的評価)とクラウドソーシング(crowdsourcing クラウドワークによる多様な視点の収集)を組み合わせたデータ中心(data-centric データ中心)アプローチを採用している。これはモデル中心(model-centric モデル中心)な性能向上とは対照的であり、問題発見における視点の多様化と実践的な再現性を重視する点で、現場の運用に即した示唆を与える。

応用面では、この手法はプロダクトに投入する前の安全審査や、運用中モデルの定期監査プロトコルに組み込むことが可能である。特に画像生成をマーケティングやカタログ作成に取り入れる企業にとって、偶発的な差別的表現や著作権侵害の発生を未然に防ぐ実務的ツールになり得る点が重要である。本研究は技術的な新規性だけでなく、業務プロセスへの適用可能性を備えている。

さらに、このアプローチは透明性と参加型の評価文化を促進する点でも価値がある。外部や社内の多様な参加者を巻き込むことで、ある特定の視点に偏った評価を防ぎ、現場が直面する実際の危険をよりリアルに捉えることができる。総じて、導入前のチェック体制構築に直接つながる実践的な研究である。

検索に使えるキーワードとしては、text-to-image, red-teaming, adversarial prompts, crowdsourcing, data-centric evaluationなどが有効である。

2.先行研究との差別化ポイント

既存研究の多くは生成モデルの出力品質や既知の攻撃手法に対する耐性を評価してきたが、本研究は「implicitly adversarial prompts(暗黙的敵対的プロンプト)」に焦点を当て、表面上は無害に見える入力がどのように安全フィルタやモデルの盲点を突くかを実証した点で差別化される。従来の攻撃は明示的で再現可能なパターンに依存することが多かったが、暗黙的な攻撃は人間の創造性に起因するため自動的に網羅しにくい。

また、技術的に新しい点は単一モデルの弱点を見つけるのではなく、複数の最新T2Iモデルに対して同一手法を適用し、共通する失敗モードとモデル依存の差異を明らかにしたことである。これにより、個別のモデル改善よりも運用上の防御設計やデータ改善の方向性を見出しやすくしている。実務上はモデルを替えても残るリスクを洗い出す視点が価値を持つ。

加えて、本研究は参加者の多様性を重視し、単一の専門家グループでは辿り着きにくいロングテールのケースを発見している。つまり、評価のスコープを広げるためのプロトコル設計そのものが貢献であり、単なる攻撃集の提示に留まらない点が先行研究との差分である。運用で遭遇する微妙な表現の問題を洗い出すための設計思想が核である。

最後に、実務へのインパクトとしては、既存の安全フィルタやポリシー設計を検証するための実践的なワークフローを提供する点で優れている。モデル改善と組織的な運用改善を同時に促進する枠組みとして、応用可能性が高い。

3.中核となる技術的要素

本研究の技術核は三点である。第一に、implicitly adversarial prompts(暗黙的敵対的プロンプト)の設計・収集手法である。これは一見無害な言葉遣いであっても、モデルの学習分布や安全フィルタの盲点を突く表現を人間の創造性で生み出すプロセスを指す。簡単に言えば、問題になる可能性のある「微妙なズレ」を意図的に探す作業である。

第二に、red-teaming(レッドチーミング)プロトコルの構築である。ここでは内部と外部の参加者をどう組み合わせるか、どうやって生成物の有害性を一貫してラベル付けするかが重要である。実務ではラベリングの一貫性が運用可否を左右するため、人によるアノテーション設計が中核的役割を果たす。

第三に、データ中心(data-centric データ中心)な評価サイクルである。見つかった攻撃例をデータセット化し、モデルの改善やフィルタの改良に戻すサイクルを設計することが、単発の発見で終わらせないために不可欠である。これは品質管理のPDCAに近い運用であり、継続的にリスクを低減していく現場向けの設計である。

実装上の工夫として、研究では複数のT2Iモデルを用いて比較実験を行い、モデル間で共通する脆弱性と固有脆弱性を整理している。これにより、単一モデルのアップデートだけでは解消しづらい運用上のリスクを可視化できる。ビジネスでの意思決定に直結する情報が得られる点が実務的価値である。

以上が中核技術の概要であり、導入企業はこの三点を念頭にプロトコルを設計することで、投資効率の高い安全対策を打てる。

4.有効性の検証方法と成果

研究はユーザインタフェースを介して参加者からプロンプトを集め、複数の最先端T2Iモデルに投入して生成物を評価するという実験デザインを採用している。評価は人手によるアノテーションで行い、有害性の種類や発生頻度を定量化している。これにより、ロングテールの事例が定量的に評価可能になった点が強みである。

成果として、従来のテストでは検出されない多様な安全破りのパターンが明らかになった。特に、文化的文脈や微妙な比喩表現に依存する失敗、あるいは複数の無害語句の組み合わせが有害な画像を誘発する事例などが多く報告されている。これらは自動ルールだけでは捕捉が難しく、人間の創造性が鍵になる。

また、モデル間比較により一部の脆弱性はモデル固有である一方、いくつかの脆弱性は広く共有されていることが示された。これは、防御策を設計する際にモデル交換だけでは根本対策にならないケースがあることを意味する。結果的に、組織的な検証とデータ改善が重要であるという結論につながる。

検証方法の再現性にも配慮されており、オープンなチャレンジ形式は他組織が同様のプロトコルを再現して自社のリスク評価に適用しやすい。企業にとっては小規模で始められる検査設計が提示された点が実務的に有用である。

本節の示すところは、単に理論的に脆弱性を検出しただけでなく、現場で使える検査フローを提示した点にある。

5.研究を巡る議論と課題

本研究は有望である一方で、いくつかの重要な課題が残る。第一に倫理とプライバシーの問題である。外部参加者を活用する際、生成物やプロンプトに含まれる個人情報やセンシティブな内容をどのように管理するかは運用上の大きなハードルである。実務ではこの点を明確にした運用ルールが必要だ。

第二に、ラベリングの主観性である。有害性評価は文化や価値観に依存しやすく、アノテーションのバイアスが結果に影響する。したがって、多様なアノテータを確保しつつ評価の一貫性を担保する仕組みが求められる。これはコストと手間を生む要因である。

第三に、防御の実効性と更新性の問題である。攻撃は人間の創造性により常に変化しうるため、一度の対策で完了せず継続的なサイクルが必要になる。企業はこれを人員やプロセスでどう支えるかを設計する必要がある。単発投資では効果が薄い。

技術的な限界として、自動化による検出の難しさがある。implicitly adversarialな事例は自動検出ルールでは見つけにくく、人手中心の評価が現状では有効だ。将来的には半自動化のための補助ツール開発が望まれる。

総じて、運用上のガバナンス、評価の多様性確保、継続的改善体制の三点が今後の実用化での主要課題である。

6.今後の調査・学習の方向性

今後の研究と実務の接続点として重要なのは、検出→改善→再検証というサイクルの運用化である。まず短期的には社内で小さなレッドチームを設け、週次あるいは月次で疑わしい入力を収集して検証するプロセスを作ることが最も効果的である。これにより初期段階で多くの穴を埋めることができる。

中期的には、検出した事例を匿名化して共有できるコミュニティや業界横断のデータプールを作る試みが望まれる。これは同業他社とリスク情報を相互に補完することで、個別企業だけで対処しきれないロングテール問題に対応するためである。実務では合意形成が鍵となる。

長期的には、implicitly adversarialな入力をより効率的に検出するための半自動化ツールや、文化的文脈を考慮した多言語アノテーションフレームワークの整備が必要である。研究と現場が協働してこうしたツールを作り込むことで、運用コストを下げつつ検出力を高めることが可能になる。

最後に、経営層として押さえるべき点は、AI導入は単なる技術導入ではなくガバナンスと組織プロセスの変革を伴う投資であるという認識である。研究が示す手法は、その変革を小さなステップで安全に進めるための具体的な道筋を提供する。

検索に使えるキーワード例: text-to-image, adversarial prompts, red-teaming, crowdsourcing, data-centric evaluation。

会議で使えるフレーズ集

「小規模なレッドチームを社内で立ち上げ、最初の3カ月で疑わしいプロンプトを50件集めましょう。」

「外部の多様な視点は限定的に取り入れ、生成物は社内ポリシーに従って検証します。」

「見つかった問題は優先順位をつけて、フィルタ強化かモデル改善かを判断してから投資を決定します。」

引用元

J. Quaye et al., “Adversarial Nibbler: An Open Red-Teaming Method for Identifying Diverse Harms in Text-to-Image Generation,” arXiv:2403.12075v3, 2024.

論文研究シリーズ
前の記事
GPT-4のUSMLEベース事例研究における性能評価
(Assessment of GPT-4’s performance in a USMLE-based case study)
次の記事
薬分子と適応症の相互翻訳における大規模言語モデルの新たな可能性
(Emerging Opportunities of Using Large Language Models for Translation Between Drug Molecules and Indications)
関連記事
コスト最適化型アクティブAI評価
(Cost-Optimal Active AI Model Evaluation)
学術教育における実践と探究の再発見
(Rediscovering Practice and Inquiry in Academic Education)
ディハドロン方位角非対称性と軽クォークのダイポールモーメント
(Dihadron azimuthal asymmetry and light-quark dipole moments at the Electron-Ion Collider)
テキストから画像へのプロンプトの内容とは?視覚芸術教育におけるStable Diffusionの可能性
(What’s in a Text-to-Image Prompt? The Potential of Stable Diffusion in Visual Arts Education)
MRI誘導放射線治療における頭頸部腫瘍セグメンテーションの比較分析
(Comparative Analysis of nnUNet and MedNeXt for Head and Neck Tumor Segmentation in MRI-guided Radiotherapy)
予測の相対的価値
(The Relative Value of Prediction in Algorithmic Decision Making)
この記事をシェア

有益な情報を同僚や仲間と共有しませんか?

AI技術革新 - 人気記事
ブラックホールと量子機械学習の対応
(Black hole/quantum machine learning correspondence)
生成AI検索における敏感なユーザークエリの分類と分析
(Taxonomy and Analysis of Sensitive User Queries in Generative AI Search System)
DiReDi:AIoTアプリケーションのための蒸留と逆蒸留
(DiReDi: Distillation and Reverse Distillation for AIoT Applications)

PCも苦手だった私が

“AIに詳しい人“
として一目置かれる存在に!
  • AIBRプレミアム
  • 実践型生成AI活用キャンプ
あなたにオススメのカテゴリ
論文研究
さらに深い洞察を得る

AI戦略の専門知識を身につけ、競争優位性を構築しませんか?

AIBR プレミアム
年間たったの9,800円で
“AIに詳しい人”として一目置かれる存在に!

プレミア会員になって、山ほどあるAI論文の中から効率よく大事な情報を手に入れ、まわりと圧倒的な差をつけませんか?

詳細を見る
【実践型】
生成AI活用キャンプ
【文部科学省認可】
満足度100%の生成AI講座
3ヶ月後には、あなたも生成AIマスター!

「学ぶ」だけではなく「使える」ように。
経営者からも圧倒的な人気を誇るBBT大学の講座では、3ヶ月間質問し放題!誰1人置いていかずに寄り添います。

詳細を見る

AI Benchmark Researchをもっと見る

今すぐ購読し、続きを読んで、すべてのアーカイブにアクセスしましょう。

続きを読む