技術資料

はじめに

Webアプリケーション内部で生成AIを呼び出すようなシステムを構築する際に、生成AIに送信するプロンプトは、MVC(Model-View-Controller)アーキテクチャの、どの層で管理すべきか、という問題があります。

しばしば、プロンプトを Controler層に書いているケースを見かけますが、個人的には Model層で管理するのが適切だと考えています。

この記事では、何故 Model層でプロンプトを管理すべきか、その理由を説明していこうと思います。

Model層の役割を考える

MVCアーキテクチャにおける Model層は、アプリケーションのデータ構造やビジネスロジックを担当します。

最も基本的な役割は、データの保存、取得、操作を行なうことです。具体的には、データベースとのやり取りや、データの整形、検証などが含まれます。

データベースへのインプットと、データベースからのアウトプットが処理の中心となるアプリケーションにおいては、「Model層はデータベースとやり取りを行なう部分である」という理解はほぼ正しいと思います。

では、外部サービスに対して API を利用してデータのインプット/アウトプットを行なう場合はどうでしょうか？

データのやり取りの対象が、自前のデータベースであろうと、外部サービスであろうと、基本的な役割は同じです。データの保存、取得、操作を行なうことに変わりはありません。

したがって、外部サービスとのデータのやり取りを行なう処理も、Model層で管理するのが適切だと言えます。

Controllerはユーザー入力を受け取り、必要なModelを呼び出す。ViewはModelから受け取ったデータを表示する。これがMVCの基本的な流れであり、Modelが扱うデータソースがどこに由来するかは、本質ではありません。

生成AIを外部データソースとして扱う

生成AIは、外部のデータソースとして機能します。生成AIに対してプロンプトを送信し、生成されたコンテンツを受け取ることは、外部サービスとのデータのやり取りに他なりません。

生成AIを外部データソースと捉える場合、生成AIに渡すプロンプトとは、データベースとのやり取りにおける「SQLクエリ」に相当します。SQLクエリがデータベースに対してデータの取得や操作を指示するのと同様に、プロンプトは生成AIに対してコンテンツの生成を指示するもの、というわけです。

この対比は、「SQLクエリに悪意のあるコードを含める攻撃」のことをSQLインジェクションと呼ぶのに対し、「生成AIに渡すプロンプトに悪意のあるテキストを含める攻撃」のことをプロンプトインジェクションと呼ぶことを考えれば、ピンとくるのではないでしょうか。

プロンプトとSQLクエリが同列であると理解すれば、プロンプトをModel層で管理することには何の違和感もないでしょう。

生成AIを扱うアプリケーションでは、Modelの役割として、以下のような処理が考えられます。

プロンプトインジェクション対策

ユーザーからの入力を適切にサニタイズし、プロンプトインジェクション攻撃を防止する。

プロンプト生成

ユーザーからの入力やアプリケーションの状態に基づいて、適切なプロンプトを生成する。

APIリクエストの送信

生成したプロンプトを用いて、生成AIのAPIにリクエストを送信する。

レスポンスの処理

受け取った生成AIからのレスポンスを解析し、必要に応じてデータを整形・保存する。

エラーハンドリング

APIリクエストが失敗した場合のエラーハンドリングを行う。

このアプローチの利点

生成AIに関するロジックをModel層に集中させることで、以下のような利点があります。

Controller のシンプル化

Controllerはユーザー入力の受け取りとModelの呼び出しに専念でき、コードの可読性と保守性が向上する。

責務の一貫性

Model層がデータのやり取りを一手に引き受けることで、責務が明確になり、コードの理解が容易になる。

テストの容易さ

生成AIに関するロジックがModelに集約されるため、ユニットテストが容易になる。

拡張性の向上

将来的に生成AIのAPIが変更された場合や、複数の生成AIサービスを利用する場合でも、Model層のみを修正すればよく、他の層への影響を最小限に抑えられる。

まとめ

MVCアーキテクチャの本質は「責務の分離」であり、Model層の役割は「データベースとのやり取り」だけに限定されるものではありません。

生成AIを外部データソースとして捉え、そのプロンプト管理をModel層で行うことは、アーキテクチャの原則に沿った合理的なアプローチだと考えます。

プロンプトは、「生成AIに対するSQLクエリ」である、という視点を持つことで、より適切な設計が可能になるでしょう。

データベースも生成AIも、アプリケーションにとって重要なデータソースであり、そのやり取りを担うModel層で同列に一元管理することが、拡張性の高いシステム構築の鍵となると思います。