このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」（シームレス）を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。
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ドイツのベルリン工科大学やブラウンシュヴァイク工科大学などに所属する研究者らが発表した論文「Seeing Through: Analyzing and Attacking Virtual Backgrounds in Video Calls」は、Web会議のバーチャル背景の脆弱性を示した研究報告だ。
Web会議はリモートワークの必須ツールとなり、自宅から職場との遠隔での通話を可能にしている。しかし、自宅環境からビデオを送信することは、背景に映り込む物品や写真を通じてプライバシー情報が漏えいするリスクをもたらす。この問題に対処するため、多くのWeb会議サービスはバーチャル背景機能を実装し、背後の実環境を隠せるようになった。
しかし、このバーチャル背景機能は実際には完全ではない。通話中に前景（人物）と背景の境界付近で実環境のピクセルが短時間だが可視化されるからだ。さらに人物が動けば動くほど、境界部分から実背景の一部がどんどん見え蓄積することで多くの情報が露呈する。
問題点は低解像度でのセグメンテーションにある。元の映像を256×144ピクセルに縮小してからセグメンテーションを行うが、この縮小した低解像度の1ピクセルは元の映像では5×5ピクセルの領域に相当する。そのため、前景と背景の境界が5×5ピクセル未満の精度で変化する場合、実環境のピクセル情報が必然的に漏えいすることになる。
このようにWeb通話中にこれらの漏えいがどの程度蓄積され、攻撃者に背景の広い領域を露出させるかは不明だった。この研究では主要なWeb会議サービス（ZoomとGoogle Meet）におけるバーチャル背景の実装を分析し、どのように漏えいするかを明らかにした。
調査のために、18人の参加者、10種類の実環境、6種類の仮想背景を用いて高解像度でブレンドされた動画を生成する制御実験を設計。各参加者について、実際の会話と、頭や手の動きなどのWeb通話で一般的に観察されるジェスチャーを記録した。
実験結果、通常の会話中においてGoogle Meetで中央値23％、Zoomで中央値12％の実背景のピクセルが漏えいしていることが判明。ジェスチャーによる漏えいはさらに深刻で、頭を回したり傾けたりするような小さなジェスチャーでもGoogle Meetで最大35％、Zoomでは環境の最大14％を露出させることがあった。さらも立ち上がる動作ではGoogle Meetで最大90％、Zoomで最大52％もの環境が露出していた。
漏えいピクセルの多くは短時間（400ミリ秒未満）しか可視化されないため、肉眼では認識しづらい。しかし時間経過と共に累積し、10秒間で急速に増加した後、緩やかに増え続ける。研究チームの攻撃手法は、これらの漏えいピクセルのうち、Google Meetでは平均14.1％、Zoomでは平均9.5％を正確に再構築することに成功した。
Source and Image Credits: Felix Weissberg, Jan Malte Hilgefort, Steve Grogorick, Daniel Arp, Thorsten Eisenhofer, Martin Eisemann, Konrad Rieck. Seeing Through: Analyzing and Attacking Virtual Backgrounds in Video Calls.
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