暴露通知

暴露通知

開発者	アップル社 グーグル
紹介された	2020年4月10日 ( 2020-04-10 )
業界	デジタル接触追跡
互換性のあるハードウェア	AndroidおよびiOSスマートフォン
物理的範囲	約10メートル（33フィート）[1]

（ Google /Apple）曝露通知システム（GAEN）^{[2] [3] [a]は、} Apple Inc.とGoogleがCOVID-19パンデミックの際のデジタル接触追跡を容易にするために開発したフレームワークおよびプロトコル仕様です。保健当局が使用すると、AndroidまたはiOSスマートフォンを使用している通知システムユーザー間の接近を自動的に記録することにより、より伝統的な接触追跡技術を補強します。曝露通知は、 Bluetooth Low Energyテクノロジーとプライバシー保護暗号化の組み合わせに基づいて構築された分散型報告プロトコルです。これは、認可された保健当局によって開発および公開されたCOVID-19アプリ内のオプトイン機能です。 ^{[10] [11] 2020年4月10日に発表され、2020年5月20日に}iOS 13.5アップデートの一部として、また2020年12月14日に古いiPhone向けのiOS 12.5アップデートの一部としてiOSで利用可能になりました。^{[13] Androidでは、} Google Play Servicesのアップデートを通じてデバイスに追加され、Android Marshmallow以降のすべてのバージョンをサポートしています。

Apple/Googleプロトコルは、欧州のDP-3Tコンソーシアムが作成した分散型プライバシー保護近接追跡（DP-3T）プロトコルや、Covid Watchによる一時連絡先番号（TCN）プロトコルに似ていますが、オペレーティングシステムレベルで実装されているため、バックグラウンドプロセスとしてより効率的に動作できます。^{[14] [15] [16]} 2020年5月以降、DP-3TプロトコルのバリアントがExposure Notification Interfaceでサポートされています。^{[17]他のプロトコルは、通常の}アプリよりも優先されないため、動作が制限されます。これにより、特にiOSデバイスでバックグラウンドで実行されているデジタル接触追跡アプリのパフォーマンスが大幅に低下する問題が発生します。^{[18] [19] [20]}この共同アプローチは、市場のほぼすべてを占めるAndroidデバイスとiOSデバイス間の相互運用性を維持するようにも設計されています。

ACLUは、このアプローチは「最悪のプライバシーと集中化のリスクを軽減するように見えるが、まだ改善の余地がある」と述べた。^[21] 4月下旬、GoogleとAppleはシステムの命名の重点を変更し、「接触追跡」システムではなく「暴露通知サービス」と説明した。^[22]

デジタル接触追跡プロトコルには通常、遭遇記録と感染報告という2つの主要な責任があります。^[19]曝露通知には、分散型アーキテクチャである遭遇記録のみが含まれます。感染報告の大部分は、個々のアプリ実装に集中しています。^[23]

エンカウンターログを処理するために、システムはBluetooth Low Energy を使用して、プロトコルを実行している近くのデバイスに追跡メッセージを送信し、他の人とのエンカウンターを検出します。追跡メッセージには、送信デバイスが保持する秘密の日次キーで暗号化された一意の識別子が含まれます。これらの識別子は、Bluetooth MAC アドレスと同様に 15～20 分ごとに変更され、時間の経過とともに静的な識別子を監視することで悪意のある第三者がクライアントを追跡するのを防ぎます。^{[引用が必要]}

送信者の毎日の暗号化キーは、乱数ジェネレータを使用して生成されます。^[24]デバイスは受信したメッセージを記録し、14日間ローカルに保存します。ユーザーが感染の検査で陽性になった場合、過去14日間の毎日の暗号化キーを中央サーバーにアップロードし、ネットワーク上のすべてのデバイスにブロードキャストすることができます。毎日の暗号化キーを中央サーバーに送信してブロードキャストする方法は、個々のアプリ開発者によって定義されます。Googleが開発したリファレンス実装では、保健当局が検証サーバーにワンタイム検証コード（VC）を要求し、ユーザーがそれを接触ログアプリに入力します。これにより、アプリは暗号で署名された証明書を取得し、それを使用して中央レポートサーバーへのキーの送信を承認します。^[25]

受信したキーはプロトコルに提供され、各クライアントはローカルの遭遇履歴で一致するものを個別に検索します。特定のリスクパラメータを満たす一致が見つかった場合、アプリはユーザーに感染の可能性があると通知します。^[26] GoogleとAppleは、ビーコンメッセージの受信信号強度（RSSI）を近接性を推測するためのソースとして使用することを計画しています。^[27] RSSIおよびその他の信号メタデータも暗号化され、匿名化攻撃に対抗します。^[24]

遭遇識別子を生成するために、まずクライアントによって永続的な 32 バイトのプライベートトレース キー( ) が生成されます。このキーから、アルゴリズム を使って16 バイトのデイリー トレース キーが導出されます。ここで、はSHA-256 を使用したHKDF関数、 はUnix エポック タイムから始まる 24 時間の放送期間の日数です。これらの生成されたキーは、ユーザーが感染した場合に中央レポート サーバーに送信されます。^[28]${\displaystyle tk}$${\displaystyle dtk_{i}=HKDF(tk,NULL,{\text{'CT-DTK'}}||D_{i},16)}$${\displaystyle HKDF({\text{キー, ソルト, データ, 出力長}})}$${\displaystyle D_{i}}$

毎日のトレースキーから、アルゴリズムを使用して16バイトの一時的なローリング近接識別子が10分ごとに生成されます。ここで、はSHA-256を使用したHMAC関数であり、は時間間隔番号であり、24時間の10分ごとの一意のインデックスを表します。切り捨て関数は、HMAC値の最初の16バイトを返します。2つのクライアントが互いに近接すると、現在のものを遭遇識別子として交換し、ローカルに保存します。^[28]${\displaystyle RPI_{i,j}={\text{切り捨て}}(HMAC(dtk_{i},{\text{'CT-RPI'}}||TIN_{j}),16)}$${\displaystyle HMAC({\text{キー, データ}})}$${\displaystyle TIN_{j}}$${\displaystyle RPI_{i,j}}$

登録された保健当局がユーザーの感染を確認すると、過去14日間のユーザーの日次追跡キーが中央報告サーバーにアップロードされます。その後、クライアントはこのレポートをダウンロードし、レポート期間中に使用されたすべてのローリング近接識別子を個別に再計算し、ユーザーのローカル接触ログと照合します。一致するエントリが見つかった場合、接触が確立され、アプリはユーザーに感染の可能性を警告する通知を表示します。^[28]

プロトコルのバージョン 1.0 とは異なり、バージョン 1.1 では永続的な追跡キーは使用されず、毎日新しいランダムな 16 バイトの一時露出キー ( ) が生成されます。これは、バージョン 1.0 の毎日の追跡キーに類似しています。ここで、は、時間が Unix エポック時間から 10 分間隔で離散化されていることを示します。これにより、2 つの 128 ビット キー、ローリング近接識別子キー( ) と関連付けられた暗号化メタデータ キー( ) が計算されます。はアルゴリズムを使用して計算され 、は アルゴリズムを使用して計算されます。^[29]${\displaystyle tek_{i}}$${\displaystyle i}$${\displaystyle RPIK_{i}}$${\displaystyle AEMK_{i}}$${\displaystyle RPIK_{i}}$${\displaystyle RPIK_{i}=HKDF(tek_{i},NULL,{\text{'EN-RPIK'}},16)}$${\displaystyle AEMK_{i}}$${\displaystyle AEMK_{i}=HKDF(tek_{i},NULL,{\text{'EN-AEMK'}},16)}$

これらの値から、 BLE MAC アドレスが変わるたびに、およそ 15～20 分ごとに一時的なローリング近接識別子( ) が生成されます。次のアルゴリズムが使用されます: 、ここで は128 ビットのキーを持つ AES暗号化関数、データは 1 つの 16 バイト ブロック、はロールが発生した瞬間の Unix エポック時間、は 対応する 10 分間隔の数値です。次に、追加の関連暗号化メタデータが暗号化されます。メタデータが表す内容は指定されていませんが、これはプロトコルの後の拡張を可能にするためと思われます。次のアルゴリズムが使用されます: 、ここで はCTR モードでの 128 ビット キーによる AES 暗号化を表します。次に、ローリング近接識別子と関連暗号化メタデータが結合され、BLE を使用してブロードキャストされます。クライアントはこれらのペイロードを交換し、ログに記録します。^[29]${\displaystyle RPI_{i,j}}$${\displaystyle RPI_{i,j}=AES128(RPIK_{i},{\text{'EN-RPI'}}||{\mathtt {0x000000000000}}||ENIN_{j})}$${\displaystyle AES128({\text{キー, データ}})}$${\displaystyle j}$${\displaystyle ENIN_{j}}$${\displaystyle {\text{Associated Encrypted Metadata}}_{i,j}=AES128\_CTR(AEMK_{i},RPI_{i,j},{\text{Metadata}})}$${\displaystyle AES128\_CTR({\text{Key, IV, Data}})}$

登録された保健当局がユーザーの感染を確認すると、ユーザーの一時的曝露キーと過去14日間の それぞれの間隔番号が中央報告サーバーにアップロードされます。その後、クライアントはこのレポートをダウンロードし、間隔番号から始まるすべてのローリング近接識別子を個別に再計算し、ユーザーのローカル接触ログと照合します。一致するエントリが見つかった場合、接触が確立され、アプリはユーザーに感染の可能性を警告する通知を表示します。^[29]${\displaystyle tek_{i}}$${\displaystyle i}$${\displaystyle i}$

プロトコルのバージョン1.2はバージョン1.1と同一であり、わずかな用語の変更のみが導入されている。^[29]

プライバシーの保護はプロトコルの主要な構成要素として言及されており、ユーザーやそのデバイスに関する個人を特定できる情報を取得できないように設計されています。 ^{[30] [11] [31] [32]}曝露通知を実装するアプリは、自発的にユーザーから個人情報を収集することしか許可されていません。^[33]システムを有効にするか、システムを通じて陽性結果を公表するには、ユーザーの同意を得る必要があり、システムを使用するアプリは位置データを収集することを禁止されています。^[34]追加措置として、企業は、プロトコルが「不要になった」と判断した場合は、地域ごとにプロトコルを廃止すると述べました。 ^[35]

電子フロンティア財団は、このプロトコルが「リンケージ攻撃」に対して脆弱であるとの懸念を示した。これは、ビーコントラフィックを記録した十分な能力を持つ第三者が、デバイスの毎日の暗号化キーセットが明らかになると、すでにビーコンを記録したエリアのみ、限られた時間セグメントのみ、COVID-19ステータスを明らかにしたユーザーのみを対象に、この情報を遡及的に追跡情報に変換できる可能性があるというものである。^[36]

4月16日、欧州連合は、提案されたシステムが一般データ保護規則（GDPR）を含むプライバシーおよびデータ保護法と適合しているかどうかを評価するプロセスを開始しました。^[37] 2020年4月17日、データ保護の監督機関である英国の情報コミッショナー事務局は、暴露通知と分散型プライバシー保護近接追跡プロトコルの両方を分析した意見を発表し、これらのシステムは「設計およびデフォルトでデータ保護の原則に準拠している」（GDPRで義務付けられている）と述べました。^[38]

接触通知は、Bluetooth Low Energyをサポートし、Google Mobile Servicesを搭載したAndroid 6.0「Marshmallow」以降を実行しているAndroidデバイスと互換性があります。これはGoogle Play Servicesのアップデートを通じて提供されるため、中国本土以外でリリースされたAndroidデバイスの大多数との互換性が確保され、Androidファームウェアアップデートへの統合を必要としません（個々のOEMに依存することで展開が妨げられます）。2019年5月以降にリリースされたHuaweiデバイスなど、GMSを持たないデバイスとは互換性がありません。^{[39] [40]} iOSでは、ENはオペレーティングシステムのアップデートを通じて提供されます。^[12]これは、 2020年5月20日にiOS 13.5の一部として初めて導入されました。 ^{[41] [42]} 2020年12月、AppleはiOS 12.5をリリースし、iPhone 6以前を含むiOS 13にアップグレードできないiPhoneモデルにENサポートをバックポートしました。^[42]

曝露通知アプリは、公衆衛生当局によってのみリリースできます。分断を防ぐために、各国では通常1つのアプリに制限されますが、AppleとGoogleは、国が地域別アプローチを選択した場合はそれに対応すると述べています。^[34] AppleとGoogleは、システムを利用したアプリのリファレンス実装をリリースしており、ベースとして使用できます。^[34]

2020年9月1日、コンソーシアムは「Exposure Notifications Express」（EN Express）を発表しました。これは、保健当局が独自にアプリを開発する必要をなくすことで、プロトコルの導入を容易にするように設計されています。このシステムでは、保健当局が実装に固有のパラメータ（しきい値、ブランディング、メッセージング、キーサーバーなど）を提供し、それが処理されて必要な機能が生成されます。Androidでは、このデータを使用してアプリが生成され、専用アプリなしでGoogle Play Services経由でユーザーに展開できる構成プロファイルも生成されます。^[43] iOSでは、iOS 13.7以降では専用アプリなしでこの機能がシステムレベルで直接統合されています。^[44]

「接触通知システム」パートナーシップに関する最後の情報更新は、2020年12月にGoogleが発行した年末レビューでした。^[45]「来年もまた新しい情報をここで更新する予定です」。しかし、「接触通知インターフェース」APIのリリース1周年には、ワクチン接種、変異株、デジタル健康パスポート、アプリ導入の課題、主に空気感染するウイルスのQRコード追跡（およびそれに基づく通知）への関心の高まりなど、パンデミックの面で重要な変化があったにもかかわらず、何も発表されていません。^{[独自の調査？ ]}公開されたよくある質問（FAQ）ドキュメントは、2020年5月以来改訂されていません。 ^[46]基本的なサポートは、英国NHSチャレンジで実証された接触者追跡者を支援する個人のプライバシー保護フレームワークの施行など、認可された公衆衛生機関によってリリースされたアプリストアを通じて引き続き提供されています。^[47]

2021年6月、Googleはユーザーの同意なしにマサチューセッツ州の「MassNotify」アプリをAndroidデバイスに自動的にダウンロードしたという疑惑に直面した。Googleは、実際にはアプリをユーザーのデバイスにダウンロードしておらず、Google Play Servicesを使用してEN Express構成プロファイルを展開し、別のアプリをダウンロードすることなくGoogle設定アプリから有効にできることを明らかにした。^[43]

5月21日の時点で、少なくとも22カ国がこのプロトコルにアクセスしている。^[33]スイスやオーストリアは、このプロトコルを最初に支持した国の一つである。^[48] 4月26日、当初PEPP-PTを支持していたドイツは、Exposure Notificationを支持すると発表し、^[49]その直後にアイルランド^[50]とイタリアが続いた。^[51]すでに集中型のBlueTraceプロトコルを採用しているにもかかわらず、^[52]オーストラリア保健省とデジタル変革庁は、 COVIDSafeアプリの限界を克服するためにこのプロトコルを実装できるかどうか調査していた。^[33] 5月25日、スイスはこのプロトコルを活用したアプリSwissCovidを、小規模なパイロットグループから開始した最初の国となった。^[53]

イングランドでは、国民保健サービス（NHS）が、NHSX部門が開発した集中型プラットフォーム上の社内アプリと、Exposure Notificationを使用した2つ目のアプリの両方を試験的に導入した。^[54] 6月18日、NHSは、手動の接触追跡を補完するためにExposure Notificationの使用に重点を置くと発表し、ワイト島でのテストでは、デバイス間の互換性が優れている（他の欧州のアプローチとも互換性がある）が、距離の計算は集中型のアプリほど信頼性が高くなかったが、^[55]問題は後に修正された。^{[56] [57]その後、会場では}QRコードでアプリを補完すると発表された。^[58]イングランドとウェールズにおける曝露通知の影響に関する研究では、2020年9月24日の導入から2020年12月31日までに記録された32,500人の死亡者のうち、8,700人（95％信頼区間4,700～13,500人）が回避されたと推定されています。 ^[59]

カナダは、 BlackBerry LimitedおよびShopifyと共同開発したCOVID Alertアプリを7月31日にオンタリオ州でリリースした^{[60] 。 [61]} 2022年2月時点で、このアプリを通じて報告された陽性症例は約57,000件に過ぎず、一部の批評家はこれを失敗だと一蹴している。^{[62] [63] [64]}

2020年5月、Covid Watchはアリゾナ大学で米国初のGAEN APIのキャリブレーションとベータテストのパイロットを開始しました。^{[65] [66]} 2020年8月、アプリはアリゾナ州で段階的に展開するために一般公開されました。^{[67] [68] [69]}

米国公衆衛生研究所協会（APHL）は2020年7月に、このプロトコルで使用するための全国報告サーバーの開発にApple、Google、Microsoftと協力しており、これにより州間の導入と相互運用性が容易になると述べている。^{[70] [44]}

2020年8月、Googleは少なくとも20の米国州がこのプロトコルの使用に関心を示していると述べた。アラバマ州では、アラバマ州公衆衛生局、アラバマ大学バーミングハム校、アラバマ大学システムが、キャンパスに戻る大学生向けに「GuideSafe」アプリを導入した。このアプリには曝露通知機能が含まれている。^{[71] [72]} 8月5日、バージニア州保健局は「COVIDWise」アプリをリリースし、米国の州として初めて一般向けに曝露通知ベースのアプリをリリースした。^{[73] [74] [75]}ノースダコタ州とワイオミング州は、ProudCrowdが開発しAPHLサーバーを使用する「Care19 Alert」と呼ばれるENアプリをリリースした（このアプリは、同社が開発した既存の位置記録アプリケーションからのスピンオフで、主に大学のフットボールのアウェーゲームに参加する学生が使用するために開発したアプリケーションに基づいている）。^{[76] [77]}

メリーランド州、ネバダ州、バージニア州、ワシントンDCはEN Expressの使用計画を発表している。^[44] 9月には、デラウェア州、ニュージャージー州、ニューヨーク州、ペンシルベニア州の4州が、NearFormが開発した「COVID Alert」アプリを採用した。これは同社のCOVID Tracker Irelandアプリをベースにしたものである。 ^{[78] [79]}同月後半、ノルウェー公衆衛生研究所は、ノルウェーのデータ保護当局がプライバシー法に違反していると判断したため2020年6月に運用を停止した集中型アプリに代わる、同国向けの曝露通知ベースのアプリの開発を主導すると発表した。^{[80] [81]}

2020年11月、バミューダはアリゾナ州でリリースされたCovid Watchアプリをベースに、公益法人Wehealthが開発したWehealth Bermudaアプリをリリースした。^{[82] [83] [84]}

フランスなど一部の国では、事件の捜査に役立てられる個人情報の記録を保持するため、デジタル接触追跡の集中型アプローチを採用している。^{[31] [141]} フランス政府は2020年4月、アプリがバックグラウンドでBluetooth操作を実行できるようにするようアップルに要請した。これにより、政府はExposure Notificationとは独立した独自のシステムを構築できるようになる。^[142]

8月9日、カナダのアルバータ州は、BlueTraceベースのABTraceTogetherアプリからENベースのCOVID Alertに移行する計画を発表した。^{[143] [144]}これは実行されず、11月6日、アルバータ州のジェイソン・ケニー首相は、 ABTraceTogetherは「私たちの見解では、単により優れた、より効果的な公衆衛生ツールである」と主張し、州はそうしないことを発表し、もし切り替えるならABTraceTogetherを段階的に廃止する必要があると述べた。^[145]ブリティッシュコロンビア州もCOVID Alertの採用を拒否し、州の保健当局者であるボニー・ヘンリーはCOVID Alertは「非特異的」すぎると述べた。^[145]

オーストラリア当局は、シンガポールのBlueTraceをベースにしたCOVIDSafeは手動介入から移行しないと述べている。^{[146] [147]}

アメリカでは、カリフォルニア州やマサチューセッツ州などの州がこの技術の使用を拒否し、手作業による接触追跡を選択した。^[148]カリフォルニア州はその後方針を転換し、2020年12月にこのシステムを採用した。^{[118] [119]}

中国のベンダーであるHuawei（米国の制裁により、現在のAndroid製品にGoogleのソフトウェアを組み込むことはできない）は、2020年6月にHuawei Mobile Servicesスタックに「Contact Shield」と呼ばれるOSレベルのDP-3T APIを追加した。同社は、Exposure Notificationとの相互運用性を目的としていると述べている。^[149]