• 「AIを導入したいけど、セキュリティが心配...」

• 「プロンプトインジェクションって何？」

• 「どう対策すればいいの？」

上記のような、疑問や不安を抱えている方も多いのではないでしょうか。「プロンプトインジェクション」という攻撃手法は、AIシステムの脆弱性を突き、意図しない動作や機密情報の漏えいを引き起こします。

従来のサイバー攻撃とは異なる特徴を持ち、その対策にも新たなアプローチを要すものです。そこで今回は、プロンプトインジェクションの仕組みから具体的な対策方法まで、企業のAI活用に欠かせない知識を徹底解説します。

この記事を読めば、プロンプトインジェクションのリスクを理解し、効果的な対策を講じることができます。AI時代のセキュリティ対策の第一歩を、ぜひこの記事から始めましょう。

プロンプトインジェクション対策に不安を感じている方へ。AIセキュリティの専門家が、最新の対策手法と実践的なアドバイスを提供します。安全なAI活用を実現しましょう。

プロンプトインジェクションとは？初心者にもわかりやすく解説

プロンプトインジェクションとは、AIシステムの入力（プロンプト）を巧妙に操作して、本来意図しない動作や出力を引き起こす攻撃手法のことです。特に自然言語処理を行う大規模言語モデル（LLM）に対して非常にタチの悪い性質を持ちます。

具体的には、正規のプロンプトに悪意のある指示を巧妙に混ぜ込むことで、AIシステムを騙し、機密情報の漏えいやシステム制御の乗っ取りなどを引き起こします。

能力が高まるほど危険性も高まる

AIの柔軟性と解釈能力を逆手に取るため、従来のサイバーセキュリティ対策では防ぎきれない新たな脅威となっています。プロンプトインジェクション攻撃の危険性は、AIシステムが人間の言語を理解し応答する能力が高まるほど増大します。

そのため、ChatGPTのような高度な対話型AIの普及に伴い、この問題への注目度が急速に高まっています。企業がAIを活用する際には、このリスクを十分に理解し、適切な対策を講じることが不可欠です。

ChatGPTでも使われる「プロンプト」の意味

ChatGPTでも使われる「プロンプト」とは、ユーザーがAIに与える指示や質問のことを指します。何を行うべきか、どのように応答すべきかを伝える「指令書」のような役割を果たします。

「日本の首都について300字で説明してください」というプロンプトは、AIに対して話題（日本の首都）、タスク（説明する）、制約条件（300字）を明確に指示します。

効果的なプロンプトの作成は、AIを活用する上で重要なスキルの1つです。このプロンプトを悪用したのが、プロンプトインジェクションというわけです。

プロンプトインジェクション攻撃の仕組み

プロンプトインジェクション攻撃の仕組みは、AIシステムの入力処理と解釈の特性を巧妙に利用した一連のステップから成り立っています。

• 正規のプロンプトの理解

• 悪意のある指示の作成

• 正規プロンプトへの悪意ある指示の挿入

• AIシステムへの入力

• AIシステムによる指示の解釈

• 意図しない動作や出力の生成

• 攻撃者による結果の利用

正規のプロンプトの理解

プロンプトインジェクション攻撃の第一歩は、攻撃対象となるAIシステムの正規のプロンプト構造を理解することです。攻撃者は、システムが通常どのような指示を受け取り、どのように解釈しているかを分析します。

特定のキーワードや文法構造がAIの動作にどのような影響を与えるかを観察し、システムの「言語」を解読するなどです。正規のプロンプト構造を理解することで、攻撃者は後続のステップでより効果的な悪意ある指示を作成できます。

悪意のある指示の作成

攻撃者は、正規のプロンプト構造を理解した上で、AIシステムを欺くための悪意ある指示を作成します。この指示は、AIに対して本来意図されていない動作を実行させることが目的です。

攻撃者は、AIの解釈メカニズムの特性を利用し、正規の指示と区別がつきにくい形で悪意ある命令を組立てます。

正規プロンプトへの悪意ある指示の挿入

悪意ある指示の挿入は、正規のプロンプトに攻撃者の意図を巧妙に織り込む過程です。この段階では、AIシステムの入力処理メカニズムの特性を利用し、悪意ある指示を検出されにくい形で挿入します。

挿入方法は様々で、例えば正規のプロンプトの一部を置き換えたり、追加の指示として末尾に付け加えたりします。より高度な手法では、正規のプロンプトの文脈に自然に溶け込むような形で悪意ある指示を組み込むこともあるようです。

AIシステムへの入力

悪意ある指示が挿入された修正済みプロンプトは、この段階でAIシステムに入力されます。この過程は、通常のユーザーがシステムを利用する際の操作と外見上は変わりありません。

例えば、複数の正常なクエリの中に悪意あるプロンプトを紛れ込ませるなど、システムの異常検知メカニズムを回避する工夫が施されることもあります。

AIシステムによる指示の解釈

AIシステムは、受け取ったプロンプトを解析し、その内容を理解しようとします。この段階で、システムは正規の指示と悪意ある指示を区別せずに処理してしまうのです。

プロンプト全体の文脈を考慮しながら、各指示の意味と重要性を評価します。このシステムの解釈能力が高度であればあるほど、攻撃者の意図した通りに悪意ある指示を理解してしまうリスクが高まります。

意図しない動作や出力の生成

AIシステムが悪意ある指示を解釈した結果、本来意図されていない動作や出力が生成されます。プロンプトインジェクション攻撃の目に見える影響部分です。

• 機密情報の開示

• システム設定の変更

• 不適切なコンテンツの生成

この段階で、システムの正常な動作が損なわれ、セキュリティやプライバシーの侵害を誘発しかねません。

攻撃者による結果の利用

プロンプトインジェクション攻撃の最終段階では、攻撃者が生成された意図しない出力や動作の結果を利用します。例えば、取得した機密情報を第三者に売却したり、システム制御権限を悪用してさらなる攻撃を仕掛けたりすることが考えられます。

攻撃者は、得られた結果を基に次の攻撃を計画したり、システムの脆弱性についてさらなる情報を収集したりすることもあり得るでしょう。このため、プロンプトインジェクション攻撃は単発の事象ではなく、継続的な脅威となります。

プロンプトインジェクションを人間の風邪に例えてみた

少しわかりにくいかもしれないため、プロンプトインジェクション攻撃のプロセスを「人間の風邪の感染」に置き換えて説明してみます。あえて危険な身近なものに例えたものであり、他意はありません。

1. ウイルスが人体の防御機構を理解する

2. ウイルスの進化し、感染のための手段を発展させる

3. ウイルスが体内に入り込む方法を見つける

4. 体内へのウイルスが侵入し、感染する

5. 体内でウイルスが活動を開始する

6. 症状として、感染の結果が目に見える形で現れる

7. 感染が他のシステムや人々に広がる可能性が出てくる

AIシステムのセキュリティ対策の重要性は、人間が風邪予防策を講じることの重要性と同様だということです。そして、何度も風邪がぶり返すことを考えれば、セキュリティ対策も同様に高度化させなければなりません。

プロンプトインジェクションの具体的な事例と影響

このプロンプトインジェクション攻撃は理論上の脅威ではなく、実際に発生し、深刻な影響を及ぼしています。

• ChatGPTを標的にした攻撃例

• 企業のAIチャットボットが引き起こした事件

ChatGPTを標的にした攻撃例

ChatGPTを標的にしたプロンプトインジェクション攻撃の具体例には、以下のような巧妙な手法が報告されています（※1）。なお、いずれもすでに対策済みです。

この攻撃例は、実際にAIモデルの解釈能力と柔軟性を悪用しており、セキュリティ対策の重要性を浮き彫りにしています。企業がChatGPTなどのAIシステムを導入する際は、こうした攻撃手法を理解し、適切な防御策を講じることが不可欠です。

プロンプトインジェクション対策に悩んでいませんか？AIセキュリティの専門家が、最新の対策手法と実践的なアドバイスを提供します。大手企業での導入実績も豊富です。

企業のAIチャットボットが引き起こした事件

企業が導入したAIチャットボットによるプロンプトインジェクション攻撃の事例も、中には報告されています。特に注目すべき事件として、以下のようなケースが報告されています（※2,※3）。

この事例は、AIチャットボットの脆弱性が企業に重大な影響をおよぼす可能性を示しています。プロンプトインジェクション攻撃に対する防御策の重要性が高まっているものだ、と再確認しましょう。

プロンプトインジェクションがもたらす5つの主なリスク

プロンプトインジェクション攻撃がもたらす主なリスクは、以下の5つです。

• 機密情報の漏えい

• システム制御の乗っ取り

• ユーザーの誤誘導

• AIモデルの機能低下

• 法的・倫理的問題

機密情報の漏えい

プロンプトインジェクション攻撃による機密情報の漏えいは、企業にとってもっとも深刻なリスクの1つです。AIが指示を正当なものと誤認識し、顧客の個人情報や取引履歴などの機密データを開示します。

結果、顧客のプライバシー侵害による信頼の喪失、競合他社への機密情報の流出による競争力の低下、さらには法的責任や罰金など、多岐にわたる被害が想定されます。

特に、GDPR（EU一般データ保護規則）などの厳格な個人情報保護法が適用される地域では、多額の制裁金が課されかねません。

システム制御の乗っ取り

プロンプトインジェクション攻撃によるシステム制御の乗っ取りは、企業のIT基盤全体を脅かす深刻なリスクです。

システム全体を制御下に置き、機密データの窃取、マルウェアの配布、さらには企業のインフラを利用した他組織への攻撃など、様々な悪意ある行為を行えます。

また、システムの正常な動作を妨害することで、業務の中断や顧客サービスの停止を引き起こし、企業の評判と収益に深刻な打撃を与えることも想定できるでしょう。

ユーザーの誤誘導

プロンプトインジェクション攻撃によるユーザーの誤誘導は、企業の信頼性を大きく損なうリスクです。誤誘導は、ユーザーに直接的な被害をもたらすだけでなく、企業の評判にも深刻なダメージを与えます。

誤った情報に基づいて行動したユーザーが経済的損失や健康被害を受けた場合、企業は法的責任を問われることになるでしょう。信頼性の低下は、顧客離れにつながり、企業の長期的な成長に大きな障害となります。

AIモデルの機能低下

プロンプトインジェクション攻撃は、AIモデルの機能低下を引き起こすこともあります。AIモデルが攻撃者の意図に沿った偏った学習を行うことで、特定の製品やサービスを過度に推奨したり、競合他社を不当に批判したりすることも想定されるリスクです。

このような機能低下は、AIシステムの信頼性を著しく損ない、企業の業務効率や顧客満足度に直接的な悪影響を及ぼします。さらに、AIモデルの再学習や修正には多大な時間とリソースを必要とし、深刻な問題となり得ます。

法的・倫理的問題

プロンプトインジェクション攻撃は、企業の評判、財務状況、さらには存続にまで影響をおよぼすリスクでもあります。

法的な観点からは、個人情報保護法やGDPR（EU一般データ保護規則）などのデータ保護法違反がもっとも懸念されます。GDPRでは最大で全世界の年間売上高の4%または2,000万ユーロのいずれか高い方を上限とする制裁金を支払わなければなりません。

また、AIによる誤った情報提供や不適切な助言により顧客が損害を被った場合、企業は損害賠償責任を問われる可能性があります。先々を見ると、信頼の喪失は顧客離れや株価の下落、取引先との関係悪化など、企業の存続に関わる深刻な影響をもたらすのです。

関連記事：AI倫理とは？重要視される理由とガイドラインの策定例を解説

プロンプトインジェクション対策に効果的な7つの方法

プロンプトインジェクション攻撃から企業のAIシステムを守るための効果的な対策方法には、以下の7つが挙げられます。

• 入力のサニタイズとフィルタリング

• プロンプトの設計見直し

• AIモデルのファインチューニング

• 多層的な検証システムの導入

• ユーザー教育の実施

• 定期的なセキュリティ監査

• 出力内容の制限・制御

入力のサニタイズとフィルタリング

入力のサニタイズとフィルタリングでは、AIシステムに入力されるデータを事前にチェックし、潜在的な脅威を取り除きます。特殊文字や制御文字の除去、入力長の制限、既知の攻撃パターンのブロックなどです。

また、機械学習を活用した高度なフィルタリングシステムを導入することで、新たな攻撃パターンにも柔軟に対応できます。このような多層的なアプローチにより、悪意のある入力がAIシステムに到達する前に効果的に防御することが可能となります。

プロンプトの設計見直し

安全なプロンプト設計では、AIシステムに与える指示や質問の構造を見直し、攻撃者が悪用できる余地を最小限に抑えます。

• プロンプトをできるだけ具体的かつ限定的にしてAIの解釈の幅を狭める

• プロンプトに優先順位や制約条件を明確に組み込む

• プロンプトにセキュリティチェックを組み込む

などは、攻撃者による指示の上書きを防ぎ、AIシステム自体にセキュリティ意識を持たせることができます。

AIモデルのファインチューニング

AIモデルのファインチューニングにおいては、既存のAIモデルを特定のタスクや環境に適応させ、セキュリティを強化します。攻撃のパターンを学習させることで、モデルが潜在的な脅威を識別し、適切に対応できるといった具合です。

例えば、攻撃的な指示や不自然な要求を含むプロンプトに対して、「申し訳ありませんが、その要求は実行できません」といった安全な応答を返すよう訓練します。また、企業固有の業務知識やセキュリティポリシーをモデルに組み込むことで、より適切な判断も可能です。

多層的な検証システムの導入

多層的な検証システムの導入では、AIシステムの入力から出力まで、各段階に複数のチェックポイントを設けることで攻撃の検出と防止の確率を高めます。

具体的には、以下のような層を設けることができます。

この多層的なアプローチにより、単一の防御層では検出できなかった巧妙な攻撃も捕捉できます。また、各層で異なる技術や基準を用いることで、防御の多様性を確保し、攻撃者がすべての層を突破することを困難にします。

ユーザー教育の実施

AIシステムを利用するエンドユーザーに対して、潜在的なリスクと適切な使用方法を啓発することで、人的要因による脆弱性を最小限に抑えることもできます。

具体的な教育内容としては、以下のようなポイントが挙げられます。

• プロンプトインジェクション攻撃の基本的な仕組みと危険性の説明

• 安全なプロンプトの作成方法と、避けるべき表現や内容の指導

• 不自然な応答や予期せぬ動作を検知した際の報告手順の周知

• 機密情報の取り扱いに関する注意事項の徹底

効果的な教育方法としては、定期的なセミナーの開催、eラーニングコンテンツの提供、実際の使用シーンを想定したシミュレーション訓練などが考えられます。

定期的なセキュリティ監査

定期的なセキュリティ監査は、プロンプトインジェクション攻撃に対する防御策の有効性を継続的に評価し、改善するための重要な取り組みです。

この方法では、AIシステムの脆弱性を能動的に特定し、対策の効果を検証します。具体的な監査プロセスには、以下のような要素が含まれます。

監査の頻度は、システムの重要性や変更頻度に応じて決定しますが、少なくとも四半期に一度は実施することが推奨されます。また、新たな脅威が発見された場合や、システムに大きな変更が加えられた際には、臨時の監査を行うことも重要です。

出力内容の制限・制御

AIシステムの出力内容を適切に制限・制御することも、プロンプトインジェクション攻撃の影響を最小限に抑えるための重要な対策です。AIが生成する回答や実行する動作に一定の制約を設けることで、攻撃者が悪用できる余地を減らします。

具体的な制限・制御の方法には、以下のようなものがあります。

• 出力文字数の制限

• 特定のキーワードや表現のフィルタリング

• 応答テンプレートの使用

• 権限に基づく情報アクセスの制御

加えて、AIの応答を生成する過程で、リアルタイムにセキュリティチェックを行い、必要に応じて内容を修正します。ただし、過度な制限はAIシステムの有用性を損なう可能性があるため、セキュリティと利便性のバランスを慎重に検討します。

プロンプトインジェクションと他のサイバー攻撃の比較

プロンプトインジェクション攻撃は、従来のサイバー攻撃とは異なる特徴を持ち、AIモデルを標的としている点が特筆されます。以下の表は、プロンプトインジェクションと他の主要なサイバー攻撃手法を比較したものです。

プロンプトインジェクション攻撃は、AI/機械学習モデルを直接標的としている点が他の攻撃と大きく異なります。また、ユーザー入力を悪用する点では従来の攻撃と共通していますが、その目的と影響範囲も異なります。

プロンプトインジェクション対策には、AIモデルの特性を理解した上での独自のアプローチを要し、従来のWebセキュリティ対策だけでは不十分だということです。

企業のAI活用におけるプロンプトインジェクション対策の重要性

プロンプトインジェクション攻撃は、機密情報の漏えい、システム制御の乗っ取り、ユーザーの誤誘導など、ビジネスに深刻な打撃を与えるリスクをもたらします。特に、AIを顧客サービスや意思決定プロセスに組み込んでいる企業にとっては、この脅威は無視できません。

対策を怠れば、企業は法的責任を問われたり、ブランドイメージの低下に直面したりします。一方で、適切な対策を講じることで、AIの安全な活用が可能となり、競合他社との差別化にもつながるという側面があるのも事実です。

このことから、プロンプトインジェクション対策は単なるIT部門の課題ではなく、企業戦略の一環として捉えるべきです。経営層のコミットメント、従業員教育、技術的対策の実装など、包括的なアプローチが今後の運営基盤となるでしょう。

まとめ：プロンプトインジェクションへの対応は急務

プロンプトインジェクション攻撃は、AI時代の新たな脅威として企業のセキュリティ対策に大きな課題を投げかけています。対策としては、入力のサニタイズ、プロンプト設計の見直し、AIモデルのファインチューニングなど、多層的なアプローチが必要です。

安全な生成AIの導入をお考えの企業は、弊社の専門家へのご相談をおすすめします。豊富な経験と最新の知見を基に、お客様のニーズに合わせた最適なソリューションをご提案いたします。

まずは、不安なことや疑問点からでも構いません。ぜひお気軽にお声がけください。

よくある質問（FAQ）

プロンプトインジェクションは脆弱性ですか？

はい、プロンプトインジェクションはAIシステムの脆弱性の一種です。AIモデルの入力処理と解釈の特性を悪用する攻撃手法です。

攻撃者が巧妙に作成した入力を用いて、AIシステムを操作し、意図しない動作や出力を引き起こす可能性があります。この脆弱性は、AIモデルの柔軟性と適応性が高いほど、より深刻になる傾向があります。

ChatGPTの脆弱性とは？

ChatGPTの主な脆弱性は、その柔軟な言語理解と生成能力に起因します。具体的には、プロンプトインジェクション攻撃に対する脆弱性、バイアスや誤情報の生成、機密情報の意図しない開示などが挙げられます。

また、コンテキスト理解の限界や、モデルの訓練データに基づく制限も脆弱性の1つです。この脆弱性は、適切な使用とセキュリティ対策によって軽減できます。

インジェクションとはAIでどういう意味ですか？

AIにおける「インジェクション」とは、AIシステムの入力処理を悪用して、意図しない動作や出力を引き起こす攻撃手法を指します。

具体的には、AIモデルに対して巧妙に作成された入力（プロンプト）を「注入（インジェクト）」することで、システムの正常な動作を妨げたり、機密情報を引き出したりすることを意味します。

プロンプトインジェクションは違法ですか？

プロンプトインジェクション自体の合法性は、その使用目的と結果によって異なります。悪意を持って実行され、機密情報の窃取やシステムの不正操作につながる場合は、明らかに違法行為となります。

一方、セキュリティ研究や脆弱性テストの一環として、適切な許可のもとで行われる場合は合法的な活動とみなされるものです。とはいえ、法的グレーゾーンも存在するため、常に倫理的配慮と法的助言を得ることが重要です。

【この記事の参考文献・サイト】

※1：https://www.businessinsider.jp/post-269101

※2：https://forbesjapan.com/articles/detail/65678

※3：https://wired.jp/article/chatgpt-jailbreak-generative-ai-hacking/