図像コード文脈化によるMLLMの脱獄攻撃(PiCo: Jailbreaking Multimodal Large Language Models via Pictorial Code Contextualization)

田中専務

拓海先生、最近AIの安全対策の話で現場が騒がしいんですが、論文で“脱獄(jailbreak)”っていう攻撃があると聞きました。うちの業務で影響ありますか?

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、一緒に整理していきますよ。結論から言うと、今回のPiCoは画像と言語とコードを組み合わせることで、高度なモデルの安全策を段階的に突破できる可能性を示しています。重要なのは防御の“層”を狙う点と、現場で使う視覚的入力が盲点になり得る点ですよ。

田中専務

視覚的入力ですか。うちでは画像で品質検査した結果をAIに出している場面があります。これって要するに、画像を使うとAIの安全チェックがすり抜けやすいということですか?

AIメンター拓海

その通りです。要するに視覚情報はテキストの検閲やフィルタリングと別経路になっていることがあり、悪意ある指示を画像化して提示すると、テキストベースのフィルタを迂回できる可能性があるのです。ここで拓海流に要点を3つにまとめますね。1つ目は入力側の盲点、2つ目は出力をコード風に偽装することでの回避、3つ目は多段階で徐々に防御を突破する手法の有効性です。

田中専務

なるほど。具体的にはどうやって画像を使うんですか?うちの現場でできる対策はありますか。投資対効果が気になります。

AIメンター拓海

良い質問です。簡単な比喩で言えば、通常のフィルタは“紙に書かれた悪意”を見ている警備員だとします。PiCoはその悪意を“写真に写した別の文字”として見せ、さらにその写真をコードの一部として見せかけることで警備員の見落としを誘います。対策は三段階で現実的に考えられます。まず入力側の画像検査を強化すること、次に生成物がコードか自然言語かを文脈でチェックすること、最後に外部監査とログの可視化です。どれも一朝一夕ではないが、優先順位を付けて投資すれば費用対効果は取れるんですよ。

田中専務

監査とログの可視化はわかりますが、現場の担当はクラウドも苦手でして。簡単には導入できません。導入の初期ステップを教えてください。

AIメンター拓海

大丈夫、できないことはない、まだ知らないだけです。最初は小さく始められる三つのアクションが有効です。1つ目は現在のワークフローで画像を出力するポイントを洗い出し、そこだけは人の目でクロスチェックする。2つ目は外部に全て任せず、ログだけは社内で保持・確認できる形にする。3つ目はベンダーに問い合せて“画像入力の検閲仕様”を明文化してもらう。これらは大きな投資を伴わず、リスクを下げる実務的な手です。

田中専務

それなら現場でもできそうです。ところで、論文は本当に高度なモデルまで効くと書かれているのでしょうか。GPT-4みたいなやつでも突破できるのですか?

AIメンター拓海

論文ではオープンソースとクローズドな高度モデルの両方で有効性を示しています。完全に無敵なモデルはない、というのが現状の結論です。ただし成功率はケースによるので、100%突破できるわけではない。ここで留意すべきは防御は“全てを防ぐ”ではなく“リスクを許容可能なレベルに下げる”ことだ、という点です。

田中専務

これって要するに、画像とコードを組み合わせる新しい抜け道を示していて、我々はそこを見張る必要があるということですね。わかりました、まずは現場の画像出力ポイントを一覧にします。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!まさにその通りです。最後に会議で使える要点を3つだけ伝えます。第一に画像入力は追加の検閲を要すること。第二に生成物がコード風であっても慎重に扱うこと。第三にログの可視化を優先すること。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。

田中専務

ありがとうございます。私の言葉で整理しますと、今回の論文は「画像で隠した悪意をコードの文脈に紛れ込ませ、段階を踏んで防御を突破する手法を示している」。まずは画像入出力のチェック強化とログ管理を優先します。


1. 概要と位置づけ

結論を先に言うと、PiCo(Pictorial Code Contextualization)は視覚情報とコード形式の文脈を組み合わせることで、マルチモーダル大規模言語モデル(Multimodal Large Language Models)に対する新たな突破口を提示した点で研究の意義が大きい。従来の防御は主にテキストの検閲や生成制約に依拠していたが、PiCoはテキスト以外の経路、すなわち画像を介した指示の埋め込みとコードに見せかけた出力の偽装を用いて多層防御を段階的に無効化する方法を示している。企業にとって重要なのは、この攻撃の本質が「入力路の多様性」と「文脈の誤解釈」を突く点であり、単一の対策だけで安心できない現実を示唆している点である。この論文は、安全対策の設計を見直す必要性を経営レベルで示すトリガーになり得る。研究はモデルの弱点を実証的に明らかにし、防御側にとっての優先課題を提示する役割を果たしている。

まず基礎的に理解すべきは、マルチモーダル大規模言語モデル(Multimodal Large Language Models、MLLMs)がテキスト以外の入力、特に画像を受け入れることでモデルの表現力を高めている点である。だがその統合は単純な足し算ではなく、異なる表現形式の解釈と結合が新たな脆弱性を生む。本研究はその脆弱性を利用し、段階的な攻撃フローを設計して安全策を検証する。実務的には、画像を扱う業務では追加の検査ラインを設けるべきだという示唆を与える研究である。

2. 先行研究との差別化ポイント

先行研究では主にテキストベースの敵対的入力やタイポグラフィを用いた誤誘導に注目してきたが、PiCoが差別化しているのは「画像(pictorial)を用いたコード文脈化(code contextualization)」という組合せである。つまり画像内に可視化したトークンや指示を埋め込み、それをコードの一部として見せかけることで、入力側と出力側双方のチェックを同時に混乱させる点が新しい。これにより、従来のテキスト中心のガードレールだけでは防げない侵入経路が実証された。学術的にはマルチモーダル統合の不整合性を攻撃に転用する観点で独自性が高い。

また本研究は評価指標にも工夫を施しており、単なる攻撃成功率だけに依存せず、生成物がユーザーユーティリティに与える影響まで考慮する新たなメトリクスを導入している。これにより、実用上のリスクと理論的な成功を同時に評価できる構成になっている。先行研究との比較では、実地に近い条件下での検証と多様なモデルへの適用範囲を示した点が差別化要因である。経営的には研究が示す脅威の現実味を高く評価すべきである。

3. 中核となる技術的要素

技術的な中核は三つある。第一に画像化されたトークンや文字列を利用する「図像タイポグラフィ攻撃」であり、視覚的に埋め込んだ指示がテキスト検閲を回避するメカニズムだ。第二にその画像をコード形式の文脈に埋め込むことで、ランタイムの監視や出力フィルタを誤認させる手法である。第三にこれらを段階的に行うことで多層防御を逐次的に突破する「ティアバイティア(tier-by-tier)」戦略である。これらは個別には既知の技術を組合せたものだが、組合せることで単一技術よりも高い効果を生む。

実装面では、トークンレベルでのタイポグラフィ攻撃や、コード生成のコンテキストを悪用するプロンプト設計が重要である。モデルは画像とコード文脈の関連付けに脆弱な場合があり、これを意図的に誘発することが攻撃成功の鍵になる。防御側は視覚入力の正規化、コード/自然言語の境界判定、生成物の二次検証を組み合わせる必要がある。ここでの示唆は、既存のガードレールをそのまま鵜呑みにしてはならない点である。

4. 有効性の検証方法と成果

研究は多数の実験を通じてPiCoの有効性を示している。評価は複数カテゴリにわたるデータセットで行われ、平均的な攻撃成功率(Attack Success Rate)は複数の条件下で有意に高い値を示したと報告されている。特に、画像を含む条件やコードとテキストを組み合わせた条件で効果が顕著であり、従来のテキストのみの攻撃と比べて大きな差異が認められた。これにより、視覚経路を用いることの実用上の危険性が実証された。

評価にはまた、ユーザーユーティリティを考慮した新たな指標が用いられ、単なる成功率だけでなく生成結果がどれだけ有害な影響を与えるかが測定された。実験では一部の高度モデルに対しても成功を示しており、完全無欠の閉じた防御が存在しないことを示唆している。企業にとってはこれらの実験結果が現場でのリスク評価に直接役立つ。

5. 研究を巡る議論と課題

議論点としては、まず実験の現実性と再現性が挙げられる。研究は多様なモデルで試験を行っているが、商用サービス側の防御は日々改良されるため、時間経過で有効性が変動し得る。次に倫理的側面である。脆弱性の公表は改善を促す一方で、悪用のヒントを提供するリスクも伴うため、開示の在り方に配慮が必要だ。最後に防御策のコスト対効果についての議論が残る。全ての入力を厳密に検査するのは現実的でなく、どこに重点投資するかが意思決定上の課題となる。

技術課題としては、検出手法の偽陽性と偽陰性のバランス、モデルの多様性への対応、及び画像とテキストの統合表現の堅牢化がある。これらは研究コミュニティと産業界の共同で取り組むテーマであり、標準化やベストプラクティスの策定が望まれる。経営判断としては、リスクの優先順位付けと段階的な投資計画が必要である。

6. 今後の調査・学習の方向性

今後はまず防御側の実践的な手法の開発が必要である。具体的には画像入力の意味解析を高める技術、生成物の文脈判定の自動化、及び外部監査のためのログ標準化が優先課題となる。さらに評価指標の整備も重要であり、被害の大きさを定量的に捉えるメトリクスが普及すれば企業は適切な投資判断を行いやすくなる。研究者は攻撃と防御を対話的に改善していく必要がある。

ビジネスパーソン向けには、まずは現場の画像入出力ポイントを棚卸しし、重要度の高いラインから段階的に検査やログ取得を導入することを勧める。学習面では「マルチモーダル安全」、「画像を伴うプロンプト設計」、「生成物のコード文脈評価」といったキーワードで情報収集を始めるとよい。短期的な施策と長期的な技術投資を組合せることが実務上の鍵である。

検索に使える英語キーワード: Pictorial Code Contextualization, PiCo, Multimodal Large Language Models, MLLM jailbreak, token-level typographic attacks, image-based prompt attacks, code-as-output evasion.

会議で使えるフレーズ集

「画像入力はテキスト検閲と別の経路を作り得るため、画像処理フローの追加検査を提案します。」

「生成物がコード風であっても出力の安全性を確認するためのランタイムログの可視化を優先して進めたい。」

「まずは影響範囲の把握を目的に、画像を扱う工程の洗い出しとログ保存の体制整備から着手します。」


引用元: A. Liu et al., “PiCo: Jailbreaking Multimodal Large Language Models via Pictorial Code Contextualization,” arXiv preprint arXiv:2504.01444v1, 2025.

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