投稿者 global-ai-media 
コスト削減と性能向上を両立させる「マルチモデル戦略」を採用する企業が増えています。しかし、最新の研究では、モデルの振り分けを行う「ルーター」自体が攻撃対象となり、予期せぬリスクを招く可能性が指摘されています。本記事では、LLMルーティングの脆弱性と、日本企業が取るべき対策について解説します。
マルチモデル運用とLLMルーティングの台頭
生成AIの実務適用が進む中、多くの日本企業が直面している課題が「ランニングコスト」と「レイテンシ（応答速度）」です。すべてのタスクにGPT-4のような最高性能かつ高価なモデルを使用するのは経済的ではありません。そこで、タスクの難易度に応じて、高機能な商用モデルと軽量なオープンソースモデル（または安価なAPI）を使い分ける「LLMルーティング（またはModel Cascading）」という手法が注目されています。
例えば、単純な要約や定型的な応答には軽量モデルを、複雑な推論が必要な場合には高性能モデルを自動的に割り振ることで、品質を維持しつつコストを劇的に削減することが可能です。しかし、この「振り分け機能（ルーター）」そのものに、新たなセキュリティリスクが潜んでいることが明らかになりつつあります。
ルーターを狙った「敵対的攻撃」の脅威
最近の研究報告（Rerouteguardに関する論文など）によると、複数のLLMを動的に切り替えるシステムにおいて、攻撃者が意図的にルーターを騙す「敵対的攻撃（Adversarial Attacks）」が可能であることが示されています。これは、プロンプトに特殊な操作を加えることで、ルーターの判断を誤らせる攻撃手法です。
具体的なリスクシナリオとしては、以下のようなケースが考えられます。
- ガードレールの回避（Jailbreak）： 本来であれば安全対策が強固な高性能モデルで処理すべき危険な質問（例：マルウェアの作成方法など）を、攻撃者が「無害な質問」に見せかけてルーターを通過させ、セキュリティ対策の甘い軽量モデルや未調整のローカルモデルに回答させてしまうケース。
- リソース枯渇攻撃： 逆に、非常に単純な質問を複雑な難問に見せかけ、意図的に高価なモデルを呼び出し続けさせることで、企業のAPIコストを増大させたりシステムリソースを枯渇させたりするケース。
特に日本では、セキュリティの観点からオンプレミスの軽量モデルとクラウドの高性能モデルを併用する「ハイブリッド構成」が好まれる傾向にありますが、ルーターが突破されると、そのセキュリティ境界が意味をなさなくなる危険性があります。
Rerouteguardに見る防御策の進化
こうした脅威に対し、研究者たちは新たな防御策を提案しています。その一つが「Rerouteguard」と呼ばれる手法です。これは、ルーターに対する敵対的な入力を検知し、99%の確率でリスクを軽減できると報告されています。
技術的な詳細は割愛しますが、重要なのは「LLMそのものの安全性」だけでなく、「どのモデルにどのタスクを渡すか」というルーティングロジック自体にも防御壁が必要になったという事実です。単にプロンプトの内容を評価するだけでなく、それがルーターを騙そうとしていないか、割り振られる先のモデルがその内容を安全に扱える能力を持っているかを検証するプロセスが、MLOps（機械学習基盤の運用）の中に組み込まれる必要があります。
日本企業のAI活用への示唆
コスト効率を追求してマルチモデル化を進めることは経営的に正しい判断ですが、そこには「安価なモデル＝防御力が低い可能性がある」という前提と、それを繋ぐ「ルーターの脆弱性」への配慮が不可欠です。
実務的な示唆として、以下の3点が挙げられます。
- ルーティングロジックの監査： 自社開発あるいはサードパーティ製のAIゲートウェイ製品を使用する場合、どのような基準でモデルが選択されているか、そのロジックが外部からの入力によって容易に操作されないかを確認する必要があります。
- 「弱いモデル」への安全対策： ルーティングによって軽量モデルが選択された場合でも、最終的な出力に対するフィルタリング（ガードレール）は高性能モデルと同等レベルで適用する必要があります。特に国産の軽量モデルやオープンソースモデルを採用する場合は、追加のコンテンツフィルタリング層の実装が推奨されます。
- 異常検知の導入： 特定のユーザーからのリクエストが不自然に高価なモデルばかりにルーティングされていないか、あるいは通常とは異なるパターンでモデルが切り替わっていないかなど、ルーティングの統計情報を監視し、攻撃の予兆を検知する仕組みを整えることが重要です。
AIガバナンスは、単一のモデルを評価するフェーズから、複数のモデルが連携する「システム全体」を評価するフェーズへと移行しています。コスト削減と安全性のバランスを保つために、アーキテクチャレベルでのセキュリティ設計を見直す時期に来ていると言えるでしょう。