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本日の話題
• インターネットセキュリティ
• IPｖ６１２８ビット、IPv4 32ビット
• 過去の定期試験問題の解説
（後藤担当分：問題5～8, 昨年度）
ただし昨年度と本年度は授業の内容が一部異なるの
で注意
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インターネットセキュリティ
• 情報を守る
ファイアウォール
暗号
認証
４年生の選択科目
「情報セキュリティ」
（英語の授業です）
• セキュリティの問題
悪意のあるプログラム類
不正侵入、サービス妨害
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情報を守る
• ファイアウォール（防火壁）
教科書 p.325—327
• パケットに対するフィルタ
あるいはアクセス制限ということもある
• 例：
IPアドレスによる制限
TCPのポートによる制限
• 早稲田大学の入り口（ゲートウェイ）でも
ある種のフィルタが作用している
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情報を守る
鍵
鍵
• 暗号簡単な暗号の例
I am a boy
平文（ひらぶん、
(１文字ずらす）
へいぶん）
J bn b cpz
暗号文
（１文字戻す）
I am a boy
教科書 p.328—331.
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公開鍵暗号
• 秘密鍵
公開鍵
• 公開鍵から秘密鍵を計算することが困難
A
Bの公開鍵で暗号化された
暗号文
B
Bは自分の秘密鍵
で復号できる
pp.329—330.
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暗号化通信(VPN)
教科書
pp.331, 332
• VPN (Virtual Private Network)
早稲田大学のネットワークでも利用
• IPsec
トランスポートモードとトンネルモード
 認証ヘッダ (AH, Authentication Header)
 暗号ペイロード (ESP, Encapsulating Security
Protocol)
 自動鍵交換 (IKE, Internet Key Exchange)
• AHだけを使う場合には暗号化されない
学内ネットワーク
クライアント
IＰsec対応ルータ
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通信の暗号化（Web)
教科書
pp.332, 333.
• https ポート番号 443
• TLS/SSLを使う
• 公開鍵暗号方式を利用して、共通鍵を送
信する（教科書p.333, 図9.8 HTTPS）
具体的な方法は「情報理工学実験Ｃ」にて
学ぶことができる。
• 公開鍵が正しいかどうかの確認には、認
証局（CA, Certificate Authority）から発行
された証明書を使う。
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通信の暗号化（電子メール）
• メールの本文を暗号化する (end-to-end)
 PGP (Pretty Good Privacy, 暗号ソフト)
 S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail
Extension)
• 通信経路を暗号化する (client/server)
 POP3 over TLS/SSL (POP3Sとも言う）
 SMTP over TLS/SSL (SMTPSとも言う)
 STARTTLS
クライアント
メールサーバ
メールサーバ
クライアント
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認証
• 公開鍵暗号を使う認証
電子署名に使われている
A
Aの秘密鍵で暗号化された
情報
B
受信者はAの公開鍵
で復号できる
pp.330—331.
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米国の大学で
提案されてい
る具体的な
認証システム
Shibboleth
IdP
ユーザ
SP
日本の「学認」
早稲田大学
属性が判れば済む
1. User attempts to access Shibboleth-protected resource on SP site application server.
2, 3, 4. User is redirected to a Where Are You From (WAYF) server, where the user indicates their
home site (IdP).
5. User is redirected to the Handle Service at their IdP.
6, 7 User authenticates at their IdP, using local credentials.
8. Handle service generates unique ID (Handle) and redirects user to Service Provider site's
Assertion Consumer Service (ACS). ACS validates the supplied assertion, creates a session,
and transfers to Attribute Requestor (AR).
9, 10. AR uses the Handle to request attributes from the IdP site's Attribute Authority. The
attribute authority responds with an attribute assertion subject to attribute release policies;
SP site uses attributes for access control and other application-level decisions.
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セキュリティの問題（１）
• 悪意のあるプログラム類（不正プログラム）
マルウェア (malware)
ウィルス、ワーム、トロイの木馬
• 対策：
ワクチンソフト（ウィルスの検出と除去）
• 独立行政法人情報処理推進機構 (IPA)
http://www.ipa.go.jp/
セキュリティセンター
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セキュリティの問題（２）
• 不正侵入、サービス妨害
対策：
ファイアウォールは対策の一例
検出（検知）プログラム： Snort
http://www.snort.gr.jp/, http://www.snort.org/
• 一般社団法人 JPCERT/CC
http://www.jpcert.or.jp/
米国のCERTの支部ではない
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サイバー攻撃の種類
次のように多岐にわたる
1. ポートスキャン
2. 脆弱性スキャン
3. マルウェア感染
4. 遠隔操作
5. 情報漏洩
6. DDoS攻撃
7. DNS攻撃
8. Webサイトへの攻撃
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新科目「サイバー攻撃対策技術の基礎」
• ２０１５年度に新設，乞うご期待
• NTT寄附講座、３年秋学期（４年生も履修可）
• 大学院科目は「高度サイバー攻撃対策技術」春
日本経済新聞
2014年10月31日
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IPｖ6
• 教科書 pp.160—170, pp.176—179.
• 現在のIPは version 4
アドレスの不足が心配されている
現在のIPアドレスは３２ビット
＝４×１０２４×１０２４×１０２４
約４０億のアドレス
• IPｖ６では１２８ビット
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IPｖ４アドレスの在庫枯渇問題
• 現在のアドレスは、使える
• 新規のＩＰｖ４アドレスを割り当てることができなくなる
http://www.nic.ad.jp/ja/ip/ipv4pool/
詳しい説明は次の報告書を参照
http://www.nic.ad.jp/ja/topics/2007/20071207-01.html
• IANA Unallocated Address Pool Exhaustion: 03-Feb-2011
Projected Address Pool Exhaustion Dates:
RIR
Projected Exhaustion Date, Remaining /8s
APNIC: 19-Apr-2011 (actual)
0.7716
RIPE
14-Sep-2012 (actual)
0.9680
NCC:
LACNIC: 10-Jun-2014 (actual)
0.2043
ARIN:
19-Apr-2015
0.4718
AFRINIC:27-Mar-2019
2.7942
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http://www.potaroo.net/tools/ipv4/index.html
日本における状況 (JPNIC)
(JPNIC), Oct 9, 2012.
IPv4アドレスの在庫
が枯渇したため、IP
アドレス管理指定事
業者1につき上限を
/22とする割り振りを
行っています。
(2011年9月現在)
http://www.nic.ad.jp/ja/stat/ip/ assigned IPv4 addresses
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IPｖ６
• これまでのIPヘッダを整理した
教科書 p.171と p.177を比較
• 特徴
アドレスの拡大と経路の集約
ヘッダの簡素化
プラグアンドプレイ
認証機能や暗号化機能 (IPsec)
教科書 pp.166—170.
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IPv6は使われ始めている
• あるメーカの小型ルータ
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日本はIPv6を活用している
www.apnic.net
http://www.apnic.net/publications/research-and-insights/stats/ipv6-geographic
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ＩＰｖ６とエニーキャスト
• 通信における終点（宛先）の記述
p.39
ユニキャスト：一つの宛先
マルチキャスト：集合
エニーキャスト：どれか一つ (any), IPv6
ブロードキャスト：あるネットワークの全員
イーサネット, IPv4
• ＤＮＳルートネームサーバとエニーキャスト
ルートネームサーバは１３台であるが物理
的な台数は１３台よりも多い。これはエニ
ーキャストを活用して複数のマシンが同じ
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アドレスを共有しているからである。
昨年度の試験問題
• 毎年に同じ問題が出題される訳ではない
• 年度ごとに授業において重点的な説明を
行う項目が異なる
• 今年度の各回の授業で重要な項目が強調
されていた筈。それを復習しておくと良い
• あくまでも参考用
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問題５：
次の図は、コンピュータがイーサネットを用いて
TCP/IPのプロトコルで送信した時のパケットの
形を示している。この図の中の(1)～(7)を表現す
るのに最も適切な用語を選択肢の中から選び、
解答欄に A～L の記号で記入しなさい。なお
本図の各フィールドの寸法は必ずしも実際の
パケットのフィールドの長さに比例していない。
ヒント：授業の中で何度か登場している図
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（6）
パケットの先頭
(1)
(2)
(3)
パケットの末尾
(4)
(5)
（7）
選択肢：
(A) イーサネットのデータ, (B) IPのデータ,
(C) メディアのフロー, (D) TCPのデータ,
(E) イーサネットのトレイラ, (F) RFCのアペンディックス,
(G) IPのトレイラ, (H) TCPのトレイラ, (I) シグネチャ,
(J) イーサネットのヘッダ, (K) IPのヘッダ,
(L) TCPのヘッダ.
ヒント：余分な選択肢がある
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問題６：インターネットで使われているTCP/IP
プロトコル群の標準化はIETFという団体が推進
している。IETFにおける標準化をデファクト
スタンダード(de facto Standard)ということがある。
IETFにおける標準化の特徴を表現する句として
Rough consensus and running codeという言い方が
ある。
次の設問に解答せよ。解答は問題番号(1)～(3)
を明示して明確に区分して記述すること。
ヒント：本問は昨年度（2013年度）の授業で重点的
に説明した内容
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問題６続き
(1) デファクト標準ではない標準の例を挙げよ。その
標準とデファクト標準との差異はどこにあるのか。
(2) 普通の方法で標準化を議論するのであれば、最
終的には参加者の多数決で結論を得るのが妥当と
考えられる。
IETFにおいて特にrough consensus（大まかな合意）
を唱える理由は、どこにあるのか。
(3) Running codeという表現の中のcodeという言葉の
意味を分かりやすく述べよ。またIETFにおいて
running codeが重視される理由を述べよ。
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問題７：
次の文(１)～(１０)を読み、その内容が正しい
ものには○印を、内容が誤っているものには
×印を右側の解答欄に記入しなさい。文の
一部の内容が正しくても，誤りを含む文は×
と見なすこと。
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問題７：
(1) 現在のインターネットの原型と言われるARPAネッ
トが誕生したのは1969年のことである。このときに使
用されたTCP/IPプロトコルが現在に至るまで使わ
れている。
(2) 1980年代の米国ではインターネットの商用利用を
行う事業者が皆無であった。その理由はインター
ネットを商業的に使用することを禁じた AUP
(Acceptable Use Policy)というルールを皆が守って
いたからである。
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問題７：
(3) ドメイン名からIPアドレスへの変換にはDNS
(Domain Name System) を用いる。逆向きにIPア
ドレスからドメイン名を求める時には、RARP
(Reverse Address Resolution Protocol) を用いる。
(4) アプリケーションプロトコルFTP (File Transfer
Protocol) を識別するポート番号が二つ存在する。
一つは制御用に使われる。もう一つはデータ
（ファイル）の転送用に使われる。
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問題７：
(5) IPv4のIPアドレスは32ビット (4オクテット長)
である。IPv6のIPアドレスは、32ビットの4倍の
128ビットに拡張されている。この結果、使用
可能なアドレスの数が、IPv6はIPv4の4倍に
なった。
(6)日本では株式会社日本レジストリサービス
(JPRS) がJPドメイン名の登録管理・運用サー
ビスを行っている。
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問題７：
(7) TCPを使った通信では、通信の往復遅延時間
が長い場合でも短い場合でも、標準規格で定め
られた一定のスループット値を得ることができる。
(8) インターネットはオープンなネットワークである。
情報公開の原則を尊重して、インターネットの上
で暗号化を施した通信を行なうことはマナーに
反するので避けるべきである。
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問題７：
(9) ツイストペアの導線は伸縮を容易にするため
に撚って(ツイストして)ある。
(10) マルウェアというのは悪意のある(mal)ソフト
ウェアという意味で、コンピュータウィルス、トロイ
の木馬、スパイウェアなどの総称である。
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問題８：アプリケーションプロトコルを識別するため
にポート番号(port number)が使われる。具体的な
ポート番号を調べるために「代表的なウェルノウン
ポート番号」の一覧表を参照したところ、次のように
記載されていた「ポート番号：80, サービス名: http,
www, www-http, 内容：World Wide Web HTTP」
この情報に基づいて、次の問題に解答せよ。
(1) WebサーバとWebブラウザの間の通信には、
サーバを識別するポート番号とブラウザを識別する
ポート番号の二種類のポート番号が使われる。
この二種類のポート番号と「80番」のポート番号とは
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各々どのような関係にあるのか？
(2)ウェルノウン(well-known)という英語を直訳すると
「良く知られた」という意味である。この直訳ではウ
ェルノウンポートという用語の意味が甚だ分かりにく
い。ポート番号に使われるウェルノウンという言葉の
意味を、直訳ではない日本語を考えて出来るだけ
分かりやすく説明せよ。
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