本記事は MIT Newsとの共同制作により掲載されています。
MITの研究者らは、Google Android搭載スマートフォン向けの無料アプリ人気上位500本との間で送受信されるデータの多くが、ユーザーの利用体験にほとんど、あるいはまったく影響を与えていないことを明らかにした。
この「隠密」な通信のうち、約半数は標準的なAndroid分析パッケージによって開始されているように見える。これらのパッケージは、利用パターンやプログラムの性能に関する統計を報告するもので、開発者がアプリを改善する助けとなることを目的としている。
「興味深いのは、残りの50パーセントは分析によるものとは説明できないという点です」と、今回の研究を主導した、MITのComputer Science and Artificial Intelligence Laboratory（CSAIL）のポスドク研究員ジュリア・ルービン氏は語る。「この隠密通信には、非常に正当な理由があるかもしれません。私たちはそれを排除すべきだと言っているわけではありません。ユーザーに知らせる必要があると言っているのです。」
研究チームは先週、IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineeringで成果を発表した。論文には、ルービン氏のほか、MITのコンピュータ科学・工学の教授マーティン・ライナード氏、2010年に電気工学・コンピュータ科学の博士号を取得し、昨年7月までCSAILの研究員として在籍していたマイケル・ゴードン氏、そしてエンジニアリング企業UWin SoftwareのNguyen Nguyen氏が参加している。
同じモバイルアプリで実行される異なる操作では、外部との通信が必要になることがある。その際、アプリは単一の通信チャネルへの共有アクセスを調整しようとするのではなく、通常は操作ごとに個別の通信チャネルを開く。
研究チームは、人気上位500本のモバイルアプリが開く通信チャネルの数を分析し、そのおよそ50パーセントがユーザー体験とは無関係であるように見えることを明らかにした。これは、それらのチャネルでやり取りされるデータ量に直接対応するとは限らない。ただし、アプリを短時間使用する場合には、送信データのうちユーザー体験と無関係な部分が最大50パーセントに達することもある。
音楽や動画のストリーミングサービスなど、大容量のファイルがスマートフォンに転送されるような長時間の利用では、隠密に送信されるデータの割合は着実に低下する。しかし、隠密の通信チャネルは開いたままである。
ベールを暴く
モバイルアプリは通常、独自仕様のプロプライエタリなソフトウェアである。そのソースコードは公開されておらず、開発者は多くの場合、難読化と呼ばれる手法によって、プログラムの実行の詳細を隠そうと努めている。
しかし、Androidオペレーティングシステム向けに書かれたすべてのプログラムは、スマートフォンのハードウェアとやり取りする際に、標準的な手順の集合を使用しなければならない。そのため、Androidアプリのどの部分が画面に表示される内容やスピーカーから流れる音声を制御し、どの部分が通信チャネルを開くのかを特定することが可能である。
アプリ内でデータが流れうるあらゆる経路を洗い出すことで、研究者の分析ツールは、特定の通信チャネルを開くコマンドが、ディスプレイかスピーカーのいずれかに向かう制御信号を生じさせるかどうか、また生じさせないかどうかを判定できる。
分析手法を検証するため、研究チームは上位100本のAndroidアプリのうち47本について、ツールが隠密と特定した通信チャネルを無効化した改変版を作成した。続いて、被験者が2人1組となり、改変版と未改変版のプログラムの動作を比較するユーザビリティ調査を一連実施した。
47本のアプリのうち30本では、被験者は2つのバージョンの違いを検出できなかった。9件では広告が表示されなかったものの、プログラムの実行には影響がなかった。また3件では、被験者が違いを「軽微」と評価した。例えば、人気の無料懐中電灯アプリは機能のアップグレードを購入する選択肢を提供しているが、そのアップグレード購入画面ではアイコンが欠けていた。
5本のアプリは完全に動作しなくなった。しかし、少なくとも1件では、問題は開発者が独自ソフトウェアの転売を防ぐために設けていた保護機能にあった。残る4本の動作不良の理由は明らかではなかった。
誰が聞いているのか？
研究チームはまた、より人気のあるアプリの一部についてデータトラフィックも分析し、隠密通信の目的として考えられるものについて、いくつかの示唆を得た。例えば、ウォルマートのアプリでは、利用者がウォルマート店舗の棚にある商品のバーコードをスキャンし、その価格を取得できる。しかし、そのたびに、eBayと関連があるとみられるサーバーにも情報を送信していた。その接続を無効にしても、アプリの動作には影響がなかった。
興味深いことに、数年前に明らかなプライバシー侵害で悪評を受けたゲーム「Candy Crush Saga」は、隠密通信を行っていないように見えた、ごくわずかなアプリの一つだった。「彼らは模範的な存在になった」とルービン氏は語る。
研究チームが使用した分析ツールは、ゴードン氏が主導していた、ライナード氏のグループによる以前のプロジェクトに基づいていた。米国防高等研究計画局（DARPA）は、外部の請負業者が国防総省（DOD）向けに開発したモバイルアプリに含まれる、悪意のあるソフトウェア（マルウェア）を特定する技術を開発するため、9つの大学の研究チームを4年間のコンペティションで支援していた。国防総省はMITチームのシステムを採用したが、そのシステムが新たな分析の基本的な枠組みを提供した。
「非常に優れた研究だと思います」と、IBMのT. J. Watson Research Centerでモバイルのセキュリティとプライバシーの技術責任者を務めるオメル・トリップ氏は語る。「意外性と可能性があるのは、こうした隠密チャネルのすべてを、直感的に予想されるような広告や分析に局所化できるわけではないという点です。」
トリップ氏は、隠密通信の一部は、インターネット接続の中断に備えるための先回りした措置である可能性があると推測している。「アプリは、問題を報告せずに、より回復力を持って機能し続けたいと考えているのかもしれません」と同氏は語る。「考えてみると、これは興味深い最適化の機会です。おそらく一部のユーザーは、『アプリがインターネット接続なしでも機能できるのであれば、データプランに制限があったり、海外にいてインターネットを使いたくなかったりする場合にも、それができるかどうかを知りたい』と言うでしょう。この研究は、多くの場合にこの種の最適化が適用できるかもしれないという希望を与えてくれるものです。」
トリップ氏はまた、最近の事例として、悪意のあるハッカーがiPhoneアプリ開発者向けに公開配布されているツールを改変し、そのツールで作成されたあらゆるアプリに悪意のあるコードを挿入させた件を挙げている。そのため、善意の開発者であっても、結果としてセキュリティやプライバシーの侵害に関与してしまう可能性がある。「これらは、IBMにとって確かに関心のあるユースケースです」と同氏は語る。
掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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執筆者：ラリー・ハーデスティ氏はMITニュースのゲスト寄稿者である。
写真：道路を横断するために待つ間、スマートフォンを使う女性。REUTERS/Lucas Jackson。
