この記事は Frank van Diggelen による Android Developers Blog の記事 "Improving urban GPS accuracy for your app" を元に翻訳・加筆したものです。詳しくは元記事をご覧ください。
Android では、デベロッパーの皆さんがユーザーにとって、便利なアプリをできる限り簡単に作成できるようにしたいと考えています。そのため、Fused Location Provider API（FLP）などの API では、位置情報を最大限に活用できるようにすることを目指しています。しかし、密集した都市部では、通りの反対側や誤った区画を指すなど、その位置情報の精度が低いというご指摘をこれまで多くの方からいただいておりました。
ライドシェアやナビゲーションなど、特によく利用されている位置情報アプリでは、この点が非常に重要になります。たとえば、街でユーザーがライドシェアをリクエストしても、GPS エラーのためアプリが簡単に位置を特定できない場合があります。
誤って通りの反対側を指してしまうエラーが起こる主な原因は、都市では GPS シグナルが反射しやすいためです。この大きな GPS 問題の解決に役立てるため、私たちは新しいプロジェクトを立ち上げました。そのソリューションは、3D マッピングを活用して補正を行うという方法です。これには、建物の 3D モデル、未加工の GPS 測定データ、機械学習を組み合わせる必要があるため、Google のような企業の規模でしか実現できません。
12 月の Pixel Feature Drop では、Pixel 5 と Pixel 4a5G に 3D マッピングを活用した GPS 補正が追加されます。Pixel で使われている Qualcomm® Snapdragon™ 5G Mobile Platform にフィードバックを提供するシステム API により、都市部（ビルの谷間、いわゆる「アーバン キャニオン」）での精度が大幅に向上します。
この写真から、3D マッピングを活用した補正を行わない場合、GPS の結果が不安定になって通りの反対側（または誤った区画）を指す頻度が高くなることがわかります。一方、3D マッピングを活用した補正を行うと、位置は何倍も正確になります。
都市部では GPS が構造的に誤った場所を指す点が今までの問題でした。その問題は、すべての GPS システムが衛星からの見通し線に基づいて位置を特定しているために引き起こされています。しかし大都市では、直接の信号は建物によって妨害されるため、ほぼすべての信号が障害物に反射した後に届くことになります。
GPS チップは信号が見通し線上にあることを仮定しているので、信号が余分な経路を通過してきた分だけ、計算に誤差が生じます。最も一般的な副作用は、位置が通りの反対側に表示されることですが、特に多くの高層ビルが建っている大都市では、誤った区画に表示されることもあります。
この問題は、10 年以上にわたって解決が試みられてきました。しかし、Android に 3D マッピングを活用した補正が搭載されるまでは、大規模な解決策は存在しませんでした。
Google Play サービスの 3D マッピングを活用した補正モジュールには、Google が保持している世界中の 3,850 以上の都市の 3D 建造物モデルのタイルが含まれています。現在、Google Play サービスの 3D マッピングを活用した補正は、歩行者による利用のみをサポートしています。歩きながらデバイスの GPS を使うと、Android の Activity Recognition API が今歩行していることを認識します。さらに、3,850 以上の都市のいずれかにいる場合、その都市の 3D モデルのタイルがダウンロードされ、スマートフォンにキャッシュされます。キャッシュのサイズは約 20 MB で、写真 6 枚程度の大きさです。
このモジュールでは、3D マッピングを活用した補正アルゴリズムが難問を解決します。つまり、GPS の位置が正しくない場合、どうすれば信号を妨害したり反射したりしている建物を知ることができるかという、卵が先か鶏が先かわからないような問題です。この問題は、3D マッピングを活用した補正によって解決され、FLP には一連の補正済みの位置が渡されます。システム API はこの情報を GPS チップに渡し、チップがそれ以降の GPS 精度を改善できるようにします。
12 月の Pixel Feature Drop では、Pixel 5 と Pixel 4a(5G) を対象に、3D マッピングを活用した補正のバージョン 2 をリリースします。これにより、通りの反対側を指すという現象の発生率が約 75% 減少します。Android 8 以降を使っているその他の Android スマートフォンでは、FLP にバージョン 1 が実装されており、通りの反対側を指すという現象の発生率が約 50% 減少します。2021 年初頭には、Android エコシステム全体（Android 8 以降）でバージョン 2 を利用できるようになる予定です。
Android の 3D マッピングを活用した補正は、米国の Global Positioning System（GPS）に加え、その他の Global Navigation Satellite System（GNSS）の信号にも対応しています。具体的には、GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS の信号です。
GPS チップ パートナーは、それぞれのテクノロジーにおけるこの作業の重要性について、次のように述べています。
「ユーザーは、モバイル スマートフォンの位置情報やナビゲーション機能の精度に依存しています。位置情報テクノロジーは、お気に入りのレストランを見つけたり、タイミングよくライドシェア サービスを利用したりする際に非常に重要ですQualcomm Technologies は、Google の 3D マッピングを活用した補正を組み込んだ最新のQualcomm® Location Suite テクノロジーによるユーザー エクスペリエンスの改善で、主導的な役割を果たしています。今回の Google との共同作業は、歩道レベルの精度の位置情報実現に向けた重要なマイルストーンです」
―― Qualcomm Technologies, Inc. プロダクト管理担当副社長、Francesco Grilli 氏
「Broadcom は、BCM47765 二周波 GNSS チップのナビゲーション エンジンに Google の 3D マッピングを活用した補正を組み込みました。二周波の L1 および L5 信号と 3D マッピングを活用した補正を組み合わせることで、アーバン キャニオンでこれまでにない精度を実現できます。L5 と Google の補正を組み合わせれば、都市部での GNSS の活用に革命を起こすことができます」
――Broadcom Inc. エンジニアリング担当シニア ディレクター、Charles Abraham 氏
「Google の 3D マッピングを活用した補正によって、スマートフォン ユーザーが都市環境で歩行しているときの個人の位置情報の精度が大きく進展しました。MediaTek Dimensity 5G ファミリーは、3D マッピングを活用した補正に対応しています。これにより、高精度デュアルバンド GNSS や業界トップレベルのデッドレコニング パフォーマンスに加えて、最高精度のグローバル位置情報を 5G スマートフォン ユーザーに提供できます」
―― MediaTek
Android 8 以降を実行しているスマートフォンでは、3,850 以上の都市で GPS をオンにして歩行しているときに、Android の 3D マッピングを活用した補正が自動的に作動します。デベロッパーがこの改善を活用する最適な方法は、FLP を使って位置情報を取得することです。GPS チップによるさらに高度な 3D マッピングを活用した補正は、現在のところ、Pixel 5 と Pixel 4a 5G で利用できます。また、今後数週間のうちに、Android エコシステム全体（Android 8 以降）に対してロールアウトされる予定です。今後、運転中などの他のモードもサポートする予定です。
Android の 3D マッピングを活用した補正は、以下を含む 3,850 以上の都市で利用できます。
Google Earth 3D モデルの拡張とともに、3D マッピングを活用した補正の範囲も広がります。
Google マップにもアップデートが行われます。これにより、一部の都市で、歩道、横断歩道、安全地帯などの歩行者向けの街区レベルの情報の精度が向上します。2021 年には、Google Maps Platform を使っているアプリにもこのアップデートが提供されます。3D マッピングを活用した補正による位置情報の精度向上と合わせて、皆さんのようなデベロッパーが、世界中で Android を使っている 20 億人の歩行者のユースケースのサポートを向上してくださることを期待しています。
私たちは 3D マッピングを活用した補正の他にも、位置情報の精度と利便性を向上する努力を懸命に続けています。Fused Location Provider API（FLP）の最新の改善項目は、以下のとおりです。
getCurrentLocation
FusedLocationProviderClient
Qualcomm および Snapdragon は、Qualcomm Incorporated の商標または登録商標です。Qualcomm Snapdragon および Qualcomm Location Suite は、Qualcomm Technologies, Inc. および/またはその子会社の製品です。
この記事は Hoi Lam による Android Developers Blog の記事 "New Android App Bundle and target API level requirements in 2021" を元に翻訳・加筆したものです。詳しくは元記事をご覧ください。
2021 年も、毎年継続しているターゲット API レベルのアップデートを行います。2021 年 8 月からは新しいアプリで、2021 年 11 月からはすべてのアプリのアップデートでターゲット API レベル 30（Android 11）が必須になります。さらに、今年既にお知らせしたように、新しいアプリは、Google Play で Android App Bundle 公開フォーマットを使うことが必須になります。この形式により、アプリサイズは小さくなり、リリースが簡単になるなど、メリットを受けられるユーザーやデベロッパーが増え、最新のアプリ配信方法に対する継続的な投資をサポートします。
App Bundle は、Google Play で公開されている 75 万個以上のアプリやゲームで利用されています。切り替えを済ませたトップアプリは、ユニバーサル APK と比べて平均 15% のファイルサイズの縮小に成功しました。ユーザーにはダウンロードのファイルサイズが小さくなるメリットがあり、Netflix や Riafy などのデベロッパーではアプリのインストール成功率が上がっています。普及しているデバイスがエントリレベルであったり、データ転送速度が遅いデバイスが多い地域では、特に大きな効果があります。切り替えを済ませたデベロッパーは、Play Asset Delivery や Play Feature Delivery などの高度な配布機能を使うこともできます。また、私たちは、皆さんのフィードバックを重視しており、それに基づいて切り替えの前には、Google Play アプリ署名 や Android App Bundle にさらに機能やオプションを導入する予定です。
2021 年 8 月より、Google Play Console のすべての新しいアプリで以下の条件を満たすことが必須になります。
2021 年 11 月より、既存アプリのアップデートでターゲット API レベル 30 以上および Android 11 の動作の変更点への対応が必須になります。アップデートのない既存のアプリは影響を受けず、今後も Play ストアからダウンロードできます。
Android App Bundle による配信に切り替えると、従来の Instant App の ZIP フォーマットを使った Instant エクスペリエンスにも影響します。2021 年 8 月以降は、新しい Instant エクスペリエンスへの対応 と 既存の Instant エクスペリエンスのアップデートを行わないと、 Instant 対応 App Bundle を公開することはできません。
すべての変更点の概要を改めて示します。
リリースの種類
変更前
2021 年 8 月に必須
Google Play 上の
新規アプリ
APK
Android App Bundle（AAB）
ターゲット API レベルを 29 以上に設定
ターゲット API レベルを 30 以上に設定
拡張ファイル（OBB）
Play Asset Delivery または
Play Feature Delivery
2021 年 11 月に必須
既存アプリのアップデート
新しい公開フォーマット要件はなし
Wear OS アプリには、新しいターゲット API レベル要件は適用されません。minSdkVersion は任意のものを使うことができるので、古い Android バージョンを対象にアプリを作成できる点は変わりません。
App Bundle への移行の詳細については、新しい動画シリーズ Modern Android Development（MAD）Skills をご覧ください。
既に App Bundle と API レベル 30 に採用しているすべてのデベロッパーの皆さん、本当にありがとうございます。皆さんとともに Android プラットフォームをさらに進化させるのを楽しみにしています。
Reviewed by Yuichi Araki - Developer Relations Team and Hidenori Fujii - Google Play Developer Marketing APAC
ロック画面と認証の改善点について詳しく説明する前に、いくつかの背景情報をお伝えします。この情報は、今回の改善点における相互の関連性を把握するために役立ちます。今回の変更は、階層化認証モデルのフレームワークに当てはめてみるとイメージしやすいはずです。階層化認証モデルとは、Android に搭載されているすべての認証方式を概念的に分類し、相互の関連性や、この分類に基づく制約をまとめたものです。
信頼できる場所や信頼できるデバイス（そして一般的な第 3 の方式）を使うと、便利な方法でデバイスの内容にアクセスできます。しかし、これらに共通する根本的な問題は、最終的にユーザーの身元確認機能の精度の低さに集約されます。たとえば、信頼できる場所を使っているスマートフォンのロックは、ユーザーの自宅のそばを通り過ぎるだけで解除できるかもしれません。また、既製のソフトウェア無線と多少のスクリプトを使えば、比較的簡単に GPS シグナルを偽装することもできます。信頼できるデバイスも同様で、許可リストに登録された Bluetooth デバイスにアクセスできれば、ユーザーのスマートフォン内のすべてのデータにアクセスできることになります。
そこで、Android 10 の環境階層に大幅な改善が加えられ、第 3 階層は積極的にロックを解除する仕組みからロック解除を延長する仕組みに変わっています。この新しいモードでは、第 3 階層でデバイスのロックを解除できなくなりました。その代わり、最初に第 1 の方式か第 2 の方式を使ってデバイスのロックを解除している場合、最大 4 時間にわたってロック解除状態を継続します。
生体認証の実装には、幅広いセキュリティ特性があります。そこで、次にあげる 2 つの重要な要素を利用して特定の実装のセキュリティを判定しています。
各クラスには、一連の制約が紐付いています。この制約は、それぞれの使いやすさとセキュリティのレベルのバランスをとることを目指したものです。
制約は、生体認証が第 1 階層の認証にフォールバックするまでの時間と、許可されているアプリ統合で表されています。たとえば、クラス 3 の生体認証はタイムアウトまでの時間が最も長く、すべてのアプリ統合オプションを利用できます。一方、クラス 1 の生体認証はタイムアウトまでの時間が最も短く、アプリ統合オプションは提供されません。概要を下の表に示します。完全版を確認したい方は Android Compatibility Definition Document（CDD）をご覧ください。
1 App Integration（アプリ統合）とは、API をアプリに公開すること（例: BiometricPrompt/BiometricManager、androidx.biometric、FIDO2 API などの統合によって）を意味します。
2 Keystore Ingegration（キーストア統合）とは、キーストアを組み込むこと（例: アプリの認証バインドキーをリリースするなど）を意味します。
生体認証を利用すると、高レベルのセキュリティを維持しつつ、ユーザーに利便性を提供できます。ユーザーは生体認証を利用するために第 1 の認証方式を設定する必要があるので、ロック画面の採用が促進されます（生体認証を提供しているデバイスは、そうでないデバイスに比べてロック画面の採用が平均 20% 高くなっています）。これにより、ロック画面が提供するセキュリティ機能のメリットを活用できるユーザーが増えます。具体的には、ユーザーの機密データへの認証されていないアクセスを防ぐことができ、暗号化バックアップなどの第 1 の認証方式によるその他のメリットも受けることができます。さらに、生体認証は、肩越しにのぞき見るショルダー サーフィン攻撃によって PIN やパターン、パスワードを入力するのを見た攻撃者が認証情報を再現しようとする試みを減らすうえでも役立ちます。
ただし、生体認証を使うことによるトレードオフ（発生し得るリスク）をユーザーが理解することが重要です。特に大切なのは、完璧な生体認証システムはないということです。これは Android だけでなく、すべてのオペレーティング システム、フォームファクタ、テクノロジーに対して言えることです。たとえば顔を使った生体認証の実装なら、ユーザーに似た家族やユーザーの 3D マスクでロックが解除できてしまうかもしれません。指紋を使った生体認証の実装なら、ユーザーの潜在指紋を使ってなりすませるかもしれません。このようななりすまし攻撃を緩和するため、なりすまし対策や Presentation Attack Detection（PAD）テクノロジーの開発が進められていますが、これらは緩和策であり、予防策ではありません。
生体認証の利用による潜在的なリスクを緩和するための Android の取り組みとして、Android P で導入されたロックダウン モードがあります。必要な場合、Android ユーザーはこの機能を使って一時的に生体認証や Smart Lock（信頼できる場所や信頼できるデバイスなど）、ロック画面の通知を無効化できます。
ロックダウン モードを使うには、まず第 1 の認証方式を設定し、その後に設定でロックダウン モードを有効化する必要があります。ロックダウン モードを有効化するための厳密な設定はデバイスのモデルによって異なりますが、Google Pixel 4 デバイスでは [Settings] > [Display] > [Lock screen] > [Show lockdown option] にあります。これを有効化すると、ユーザーは電源ボタンを押して電源ボタン メニューのロックダウン アイコンをクリックすることで、ロックダウン モードを起動できます。ロックダウン モードのデバイスは、第 1 の認証方式（PIN、パターン、パスワードなど）を使ってデバイスのロックを解除すると、ロックダウン解除状態に戻ります。
BiometricPrompt API を使用すると、さまざまなメリットが得られます。最も重要なことは、この API を使うと、アプリのデベロッパーが方式を意識せずに、さまざまな Android デバイスで生体認証を利用できることです（つまり、BiometricPrompt は、デバイスでサポートされているさまざまな生体認証方式の単一統合ポイントとして利用できます）。一方で、認証が提供する必要があるセキュリティ保証（フォールバックとしてのデバイス認証情報と合わせてクラス 3 またはクラス 2 の生体認証を必須とするなど）を制御することもできます。これにより、（ロック画面の他に）防御の第 2 階層でアプリデータを保護できることに加え、ユーザーの機密データを尊重することにもつながります。さらに、さまざまな Android デバイスのさまざまな方式の生体認証で一貫したユーザー エクスペリエンスを提供するため、BiometricPrompt は永続的な UI を提供しています。一部の情報（タイトルや説明など）をカスタマイズするオプションも存在します。
次のアーキテクチャ図に示すように、フレームワーク API やサポート ライブラリ（下位互換性を確保するための androidx.bitmetric）のどちらかを通して、Android デバイスのアプリに生体認証を組み込むことができます。注意すべき点は、FingerprintManager が非推奨になっていることです。デベロッパーには、方式を意識しない認証としてBiometricPrompt に移行することが推奨されています。
Android 11 では、BiometricManager.Authenticators インターフェースなどの新機能が導入されています。これを使うと、デベロッパーはアプリで受け入れる認証タイプを指定したり、BiometricPrompt クラスで利用ごとの認証キーをサポートしたりできます。
詳しくは、Android 11 プレビューと Android 生体認証システムのドキュメントをご覧ください。BiometricPrompt API の詳しい使用方法については、ブログ記事 Using BiometricPrompt with CryptoObject: how and why や、Codelab Login with Biometrics on Android をご覧ください。
Android 11 が公開されました！日本時間 9 月 9 日に、ソースを Android オープンソース プロジェクト（AOSP）にプッシュし、Android の最新バージョンを正式にリリースしました。Android 11 は、3 つのテーマ、すなわち人、管理、安全性にフォーカスして開発されています。人中心のコミュニケーションへのアプローチ、ユーザーがすべてのスマート デバイスにすばやくアクセスしてコントロールできる管理、端末のデータの共有方法をより細かく制御できる安全性の 3 つです。詳しくは、こちらのブログ記事をご覧ください。
デベロッパーにとって、Android 11 は新機能の宝庫です。会話通知、デバイスとメディアのコントロール、「今回のみ」のアクセス許可、強化された 5G サポート、IME の切り替えなどを確認しておきましょう。皆さんの開発作業を高速化するため、互換性の切り替え、ADB の増分インストール、アプリ終了理由 API、データアクセス監査 API、Kotlin NULL 可能性アノテーションなど、たくさんの新しいツールも追加しました。多くのデベロッパーの皆さんがAndroid 11 に対応したアプリを開発されることが楽しみです！
9 月 9 日より、正式版の Android 11 が Pixel 2、3、3a、4、4a 端末から順次配信が開始されていますので、ご期待ください。配信前にダウンロードする方は、Android 11 デベロッパー サイトをご覧ください。
Android 11 は「人」を中心とした、高い表現力を持っています。スマートフォンで会話する方法を新たな発想で見直し、皆さんの生活に最も重要な「人」を認識して優先できる OS です。デベロッパーは、Android 11 を使ってさらに深い会話や個人間のやり取りを行うアプリを構築できます。
Android 11 では、ユーザーが端末につながっているすべてのスマート デバイスにすばやくアクセスして、1 か所からコントロールできます。デベロッパーは新しい API を使い、ユーザーによるスマート デバイスの表示やメディアの制御を実現できます。
デバイス コントロールとメディア コントロール
Android 11 では、機密性の高いアクセス許可をユーザーが細かく制御できるようにして透明性を向上させ、アップデートを高速化することで端末の安全を保てるようにしています。
こちらから、Android 11 のすべてのプライバシー機能について確認いただけます。
Android 11 はまもなくユーザーに公開されます。ぜひ、互換性テストを終えてアップデートを早めに公開していただくようお願いします。
注意すべき大きな動作の変更点のいくつかを紹介します（これらは、アプリの targetSdkVersion によらず適用されます）。
Android 11 には、オプトイン可能な動作の変更点も含まれています。これらは、アプリのターゲットを新しいプラットフォームにした時点で反映されます。互換性のあるバージョンのアプリを公開した後、これらの変更点をできる限り早く評価することをお勧めします。互換性テストやツールの詳細については、Android 11 の互換性の週にお伝えしたドキュメントをご覧ください。詳しい技術解説は Android 11 デベロッパー サイトをご覧ください。
準備ができたら、Android 11 に移行し、使用できる新しい機能や API について各種ドキュメントでご確認ください。こちらでは最初に着手すべき重要な機能をまとめています。以下の機能はすべてのアプリで対応することをお勧めします。
該当するアプリでは、以下の項目にも対応することをお勧めします。
Android 11 のすべての機能については、developer.android.com/11 をご覧ください。
Android 11 は、9 月 9 日より、一部の Pixel、OnePlus、Xiaomi、OPPO、realme スマートフォンにロールアウトされます。今後数か月で、さらに多くのパートナーが端末のリリースやアップグレードを行う予定です。今年のベータ版プログラムに登録されている端末も含め、Pixel 2、3、3a、4、4a スマートフォンをお持ちの方には、まもなく OTA（無線）アップデートが届きますので、ご期待ください。
Pixel 端末向けの Android 11 のファクトリー システム イメージも Android Flash Tool から利用できます。または、こちらからダウンロードできます。いつものように、最新の Android Emulator システム イメージは Android Studio の SDK Manager から取得できます。Treble 対応の端末で幅広くテストしたい場合は、こちらから Generic System Image（GSI）を入手できます。
Android 11 のソースコードは、Android オープンソース プロジェクト リポジトリの Android 11 ブランチの下にあります。こちらをご覧ください。
プレビュー版の Issue Tracker はまもなくクローズし、Developer Preview やベータ版ビルドに対して記録されたオープン状態のバグの管理も終了します。しかし、フィードバックは引き続きお待ちしています。Preview の Issue Tracker に記録した問題がまだ解消されていないという方は、AOSP Issue Tracker で Android 11 に対してフィードバックをお寄せください。
今年のプレビュー プログラムに参加してくださった、たくさんのデベロッパーと先行ユーザーの皆さん、本当にどうもありがとうございました。お寄せくださったフィードバックのおかげで、Android 11 はあらゆる人にとってよりよいプラットフォームになっています。
Android 11 に対応した皆さんのアプリを拝見できることを楽しみにしています。
