[論文レビュー] Corona-Warn-App: Tracing the Start of the Official COVID-19 Exposure Notification App for Germany

Jens Helge Reelfs, Oliver Hohlfeld+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 25, 2020

COVID-19 Digital Contact Tracing参考文献 3被引用数 14

ひとこと要約

この論文は、AppleおよびGoogleのExposure Notification APIを用いてユーザーのプライバシーを保護しながらCOVID-19の接触追跡を実施するドイツの分散型Corona-Warn-App（CWA）の初期採用状況を分析している。CWAのホスティングインfraストラクチャからのNetflowデータを用いて、発表初日から全国的な関心が見られたことが判明した。地域の流行が発生した地域では顕著なトラフィックのピークが観察されなかったため、地域的出来事よりも全国的メディア報道が採用を促進している可能性がある。

ABSTRACT

On June 16, 2020, Germany launched an open-source smartphone contact tracing app ("Corona-Warn-App") to help tracing SARS-CoV-2 (coronavirus) infection chains. It uses a decentralized, privacy-preserving design based on the Exposure Notification APIs in which a centralized server is only used to distribute a list of keys of SARS-CoV-2 infected users that is fetched by the app once per day. Its success, however, depends on its adoption. In this poster, we characterize the early adoption of the app using Netflow traces captured directly at its hosting infrastructure. We show that the app generated traffic from allover Germany---already on the first day. We further observe that local COVID-19 outbreaks do not result in noticeable traffic increases.

研究の動機と目的

• 2020年6月16日発売から、ドイツの公式COVID-19接触追跡アプリ、Corona-Warn-App（CWA）の初期全国的採用状況を測定すること。
• 地域レベルでのCOVID-19の流行が、アプリ利用に顕著な増加をもたらすかどうかを評価すること。
• ネットワークフロー・データを用いて、ドイツの地方自治体（ZIPコード単位）におけるアプリ関心の地理的拡大を評価すること。
• メディア報道および一般の認知度が、地域的流行とは独立してアプリ採用を促進する役割を理解すること。

提案手法

• CWAバックエンドホスティングインfraストラクチャのルーターから収集・分析したサンプルNetflowトレースを用い、アプリのCDNとの間のHTTPS（tcp/443）IPv4フローに焦点を当てた。
• 既知のCWAバックエンドIPプレフィックスとパubリックリゾルバーからのDNS解決を用いて、関連するアプリおよびウェブサイトトラフィックを特定した。
• ISPルーターの位置情報（地面の事実）とMaxMindのジオロケーションデータベースを組み合わせて、クライントリクエスト元の位置を特定した。
• 時間的・地理的採用傾向を調査するために、1時間ごとおよび郵便番号単位にフロー量を正規化・集約した。
• 公式の流行報告およびメディア報道と照合することで、地域的影響がアプリ利用に与える影響を評価した。
• ユーザーのプライバシー保護と倫理的基準への適合を確保するため、すべてのIPアドレスをプレフィックス保持型の難読化処理で匿名化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Corona-Warn-Appは、発売初日から測定可能な全国的関心を示すか？
• RQ2 地域的COVID-19の流行が、アプリ関連のネットワークトラフィックに顕著な地域的増加をもたらすか？
• RQ3 アプリ採用は、全国的メディア報道と比較して、どの程度地域的流行イベントによって駆動されているか？
• RQ4 アプリはどの程度の速さでドイツの地方自治体に地理的に広がったか？
• RQ5 ユーザー個別のデータが不要な状態で、アプリのバックエンドインfraストラクチャからのネットワークフロー・データが、現実の採用傾向を信頼性高く反映できるか？

主な発見

• 2020年6月16日、発売初日、CWAは観測された最小レベル比で7.5倍のネットワークトラフィックを記録し、即時の全国的関心が示された。
• 発売後36時間以内に、アプリは640万回のダウンロードが行われ、2020年7月24日までに累計1620万回に達した。
• 発売後10日以内に、ドイツのほぼすべての地方自治体（郵便番号単位）がCWAバックエンドへのリクエストトラフィックを示し、地理的拡大が著しく速やかに進んだことが示された。
• ベルリン（6月18日）およびギーテルスロウ・ワーレンドルフ（6月23日）の2件の地域的流行が発生したが、関連地域で顕著なトラフィックピークは観察されなかった。
• 6月23日には、影響を受ける地方自治体にとどまらず、連邦州レベルでもトラフィックの増加が確認されたため、全国的メディア報道が増加要因であると考えられる。
• アプリのトラフィックパターンは持続的な関心を示しており、80％の可能な日数で80％のルーティングプレフィックスが観測された。これは、初期発売後も長期間にわたり関与が継続していることを示している。