Operating System
Java Virtual Machine
4/.本 体は，それ が動作す るに依存 せず動作 を保障す るために言 語を使 用す る ．図2%3に 示 すよ う に ，4/.は 大 きく 分 け て=つ の モ ジュー ル で 構成 さ れ る ． 次 に そ れ ぞ れ の モ ジュー ル と そ の 役 割 に つ い て 述 べ る ．
' :!は，受け取った'))リクエストに対して常に!
へ リ ダ イ レ ク ト 応 答 を 返 す 図2%3の ． /の フォワ ー ド 機 能 に よって フォ ワ ー ド さ れ た'))リク エ ス ト は ，す べ て こ の モ ジュー ル が 処 理 す る ．
' :!がリダイレクト応答を返した結果，ブラウザが!
に リ ク エ ス ト を 送 信 す る ．!は リ ク エ ス ト を 受 け 取 る と ，ユ ー ザ 認 証 用 コ ン テ ン ツ を 返 す 図2%3の 1．ま た ，ユ ー ザ が 送 る 認 証 情 報 >と パ ス ワー ドを 取 得 し ，認 証 処理 を!に 依 頼 する 図2%3の 2．認証 に 成 功し た 場 合 ，/の設 定 を 変 更 す る た め に ;*!に 処 理 を 依 頼 す る 図
2%3の 5．そして，ユーザ認証と/の設定変更に成功すると，秘密鍵を発行し，
ユーザに認証成功を示すコンテンツを返す 図2%3の 6．それと同時に!
:#に 端 末 のお よ び ア ド レ ス 情 報 と ，秘 密 鍵 を 登 録 す る 図2%3の 7． 一方，認証に失敗，または設定変更に失敗した場合は，認証失敗と再認証を促すコ ン テ ン ツ を ユ ー ザ に 返 す．
!は 認証情 報を受 け取り，さ らに 外部の 認証シ ステム :，>
!%と 連携 し て ユ ー ザ 認 証を 行 う 図2%3の 3．そ し て!に 認証 結 果 を 返 す．こ の モ ジュー ル と 他 の モ ジュー ル !な どは ， のイ ンタ フェースで 結合し ており，実装ク ラス を入れ 替える ことで ，さま ざま な外 部 認 証 シ ス テ ム と の 連 携 が 可 能 に な る ．
! ま た は< !-が/の 設 定 を 変 更 す る と き ， 端 末 を 接 続 ま た は 切 断 す る た め の コ マ ン ド を 作 成 し ，外 部 プ ロ グ ラ ム を 呼 び 出 す
図2%3の =．の 実 行 環 境 か ら は/の設 定 を 直 接 書 き 換 え ら れ な い た め ， 外 部 プ ロ グ ラ ム と し て 実 行 す る 必 要 が あ る ．
HTTP/1.1 307 Temporary Redirect Connection: close
Location: https://nat.foo.com/login.html
図2%5リ ダ イ レ ク ト レ ス ポ ン ス
<form action="/auth.html" method="post">
<input type="text" name="loginId" value=""/>
<input type="password" name="passwd" value=""/>
<input type="submit"/ name="Send">
</form>
図2%=認 証 用 コ ン テ ン ツ に 必 要 な 部 分
!
< !-は，セッション>を受け取り，そのセッション>を送った端末が
正規端末であることを確認した後，最終受信時刻の更新処理を!:#
に依頼する 図2%3の 8．一方，不正端末であると判断した場合， ;*!
に 切 断 処 理 を 依 頼 す る と と も に ，! :#の エ ン ト リ ー を 削 除 す る 図2%3の 9．ま た ，こ の モ ジュー ル は! :#か ら 一 定 間 隔 で 登 録 されて いるすべてのセッション>と最終 受信時刻を取得す る．そ して，一 定時間更 新 さ れ て い な い 端 末 は 切 断 し た と 判 断 し ，不 正 端 末 の 場 合 と 同 様 に 該 当 す る 端 末 を 切 断 す る ．
認証処理
認証処理では，')):!とブラウザ，!とブラウザ，そ
し て!と 外 部 認 証 シ ス テ ム 間 で 次 に 示 す デ ー タ が や り 取 り さ れ る ．
とブラウ ザ間
' :!は 受 け 取った リ ク エ ス ト に 対 し て 図2%5で 示 す'))レス ポ ン ス を 返す．ここでは説 明のため，図2%で 示したように),4に はグローバ ルアド レスH61%=%9%99Iが 割り当てられ，>サーバによってH%%!Iと して名前解 決が で き る も の と する ．こ の 結 果，ブ ラ ウ ザ はH!Iヘッダ で示 し た@:に リ ク エ ス ト を 再 送 す る ．
public interface Authenticator {
public boolean authenticate(String loginId, String passwd);
}
図2%6!イ ン タ ー フェー ス
とブラウ ザ間
' :!の レ ス ポ ン ス に よって ，ブ ラ ウ ザ は!に 認 証 用 コ ン テ ン ツ を リ ク エ ス ト す る ．認 証 用 コ ン テ ン ツ は 管 理 者 が 自 由 に カ ス タ マ イ ズ 可 能 だ が ， '))の)メ ソッド を 利 用 し てH%Iに> H#Iと パ ス ワード H Iパ ラメータを送信できるものでなくてはならない．具体的には図
2%=で 示 す 部 分 を 含 む 必 要 が あ る ．
ユーザがログイン>とパスワードを入力し，送信ボタンを押すと，'))の) メ ソッド で デ ー タ が 送 ら れ ，!が 認 証 情 報 を 取 得 す る ．こ の 間 の デ ー タ は'))で暗 号 化 さ れ る た め ，安 全 に や り 取 り で き る ．
と外部認 証システム
!は 図2%6で 示すインタフェースで定義 される．したがって，こ のイン タ フェー ス を 実 装 す る 具 象 ク ラ ス を 入 れ 替 え る こ と で ，さ ま ざ ま な 認 証 方 式 が 実
現できる．現在の実装では，:プロトコルを使用して外部:サーバと連携
す る:!を実 装 し て い る ．
セッションの変更方法
2%1%2節 で 述 べ た 方 法 を 実 現 す る た め に は ，
¯ 生 成 し た 秘 密 鍵 を 安 全 に 端 末 に 送 り，か つ 端 末 か ら 漏 洩 し な い 仕 組 み ．
¯ 端 末 で>5ハッシュ値 の 計 算 と ，値 の 保 持 ．
とい う用 件を 満た す必 要が ある ．'))だけ を使った 通信 では ，端 末に 送ら れた 秘 密 鍵 を 保 存 し て お く こ と が 難 し い ．唯 一 クッキ ー を 使 う こ と で 保 存 す る こ と は で きるが ，通信は暗号化されて いないため，ネット ワークを盗聴されると簡単に盗ま れて しま う．そ の結 果，セッション>を 毎回 変更 した として も端 末の 偽造 が可能 に な る ．
そこで4/.で は，')の/:;と! を利用して，'))だけを使って 上で述べた用件を満たす．! は通常のコンピュータに限らず，>な どの携 帯端 末 で も動 作 する が ，ユ ーザ に よっては セ キュリ ティ等 の理 由 で無 効 にし て い る 場合 も考え られ る．こ れに対 応する ために ，4/.は 端 末ごと に! が有 効か 無 効 か を 判 定 す る ．次 に! が 有 効 な 場 合 に セッション>を 変 更 す る 方 法 に つ い て 述 べ ，! の 動 作 判 定 と 無 効 な 場 合 の 対 応 に つ い て 述 べ る
<HTML>
<FRAMESET ROWS="0%,0%,*">
<FRAME SRC="" NAME="$SECRET">
<FRAME SRC="script.html" NAME="script">
<FRAME SRC="success.html" NAME="success">
</FRAMESET>
</HTML>
図2%7) %
"#が 有効な場合
図2%7に/:;の トップ ペ ー ジ %，図2%8と 図2%9に/:;内 部 で 使 用 す る!!%と! %の コ ン テ ン ツ を 示 す．図2%7に 示 す よ う に ， % で は/:;;)タ グ で2つ の/:;を 定 義 し て い る が ，最 初 の/:;指 定 は
H; :;)I部 分 に 秘 密 鍵 を 埋 め 込 む た め に 使 用 し ，1番 目 の/:;に は>5ハッ
シュ値の計算をする! と，値を保存するためのを持つ! %を指定
する．これらのフレームの幅はいずれも 9J 指定であるため，ユーザが目にする こ と は な い ．
2番目の/:;は 99J 指定で，認証成功を示す!!%を指定する．2%2%1%1 項で 述べたように ，4/.で はユ ーザ認証時の 通信に'))を使用する ため，安全 に秘密鍵を端末のブラウザに送ることができる．! %では，図2%9の 〜 3 に 示 す 手 順 で セッション>を 変 更 す る ．
%に 埋 め 込 ま れ た 秘 密 鍵 を 取 得 す る ．
1 ! を 用 い て ， で 取 得 し た 秘 密 鍵 の>5ハッシュ値 を 計 算 す る ．
2 1で 求 め た ハッシュ値 をのタグ に 保 存 す る ．
3 1で 求 め た ハッシュ値 を!!%の?;)パ ラ メ ー タ と し て 付 加 し ，2番 目 の/:;を リ ロ ー ド す る ．
こ の方 式で は，秘密 鍵が 埋め 込ま れる %と! %は'))で一 度だ け 送信されるため，安全な秘密鍵のやり取りができる．また，ユーザは認証後の画面 を開き続けて おくだけで接続を維持することができる ブ ラウザは最小化して構わ な い．
"#の 動作判定と 無効な場 合の対応
4/.で は ，図2%に 示 すB!!-%を 利 用 し ，! の 動 作 判 定 を 行 う．
B!!-%は，ユーザ認証成功直後に送信される．! が有効なブラウザは，
<HTML>
<HEAD><TITLE> Authenticate Success</TITLE></HEAD>
<BODY>
認証成功.<BR/>この画面は閉じないでください .<BR/>
</BODY>
</HTML>
図2%8 !!%
<HTML>
<HEAD><SCRIPT type="text/javascript">
var secret, sessionId;
var url = “ http://nat.foo.com:8000/success.html?sessionId= ” ; function keepalive() {
setTimeout("keepalive()",5000);
secret = parent[0].name; (1)
var currentKey = secret + document.forms[0].sessionId.value;
sessionId = MD5_hexhash(currentKey); (2)
document.forms[0].sessionId.value = sessionId; (3) var sendUrl = url + sessionId;
parent.success.location.href = sendUrl; (4) } function MD5_hash (data) {
// encrypt data
return crypted data;
} </SCRIPT></HEAD>
<BODY onload="keepalive()">
<FORM NAME="form">
<INPUT TYPE="hidden" name="sessionId" value=""/>
</FORM>
</BODY>
</HTML>
図2%9 ! %
<HTML>
<HEAD>
<TITLE> Javascript Check</TITLE>
<meta http-equiv="Refresh"content="10 ;
URL=http://nat.foo.com:8000/nojsauth.html?sessionId=xxxx"/>
<SCRIPT type="text/javascript">
function checkjs() {
location.href="top.html?sessionId=xxxx";
}
</SCRIPT>
</HEAD>
<BODY bgcolor="#FFFFCC" text="#000000" onload="checkjs()">
---</BODY>
</HTML>
図2%!!-%
イベントによって図2%のH!!-B I関 数を実行し，2%2%2%項 で述べた方法で セッション>を 毎 回 変 更 し な が ら 接 続 を 維 持 す る ．一 方! が 無 効 な ブ ラ ウ ザは ，関数 を 実行 せず に図2%のタ グ で 記述 され た@:に リ クエ スト を 出 す．この と き リ ク エ スト す るB%に も同 様 のタ グ 記 述 が 存在 す る た め ，ブ ラ ウ ザ は 定 期 的 に 同 じ セッション>を4/.に 送 信 し て 接 続 を 維 持 す る ． 図2%9と 図2%の 例 で は ，2%2%%5項 で 述 べ た< !-が%%! の
7999番 ポ ー ト で 処 理 を す る が ，次 に 述 べ る 管 理 者 が 設 定 す る パ ラ メ ー タ に よって
< !-の 動 作 を 変 更 可 能 で あ る ．
管理者 が設定する パラメー タ
表2%に4/.を動作させるために管理者が設定するパラメータを示す．管理者は実行 する環境に合わせてこれらのパラメータを設定する．特に4/.の動作を決定するのが
<;;A;);:A， ; );:Aであり，<;;A; );:Aの値 が小さければ小さいほど，正規端末のブラウザは頻繁にセッション>を送信するよう になり，負荷が増大する．また， ; );:Aは必ず<;;A; );:A よ り も 大 き い 値 に 設 定 す る 必 要 が あ り，さ も な け れ ば 接 続 中 の 端 末 は す べ て 切 断 さ れ て し ま う．:>@ /に 関 し て は ，ア ド レ ス ，キ ー ，ポ ー ト を コ ロ ン K区 切りにし，さらにその組合わせをセミコロン L区 切りにすることによって，複数の
:サー バ と 連 携 す る こ と が 可 能 で あ る ．そ の 場 合4/.は ，先 頭 に 指 定 さ れ て い る サ ー バ か ら 順 に 認 証 を 始 め ，ど こ か の サ ー バ で 認 証 が 成 功 し た 時 点 で 認 証 成 功 と 判 断 す る ．
表2%管 理 者 が 設 定 す る パ ラ メ ー タ 設 定 す る パ ラ メ ー タ 名 パ ラ メ ー タ の 意 味
')) :) ' :!が 使 用 す る ポ ー ト
')) :) !が
使 用 す る ポ ー ト
<;;A;:) < !-が 使 用 す る ポ ー ト
<;;A;);:A ク ラ イ ア ン ト が セッション>
を 送 信 す る 間 隔 秒
; );:A < !-が
切 断 し た と 判 断 す る 間 隔 秒
'; < );:A < !-が
ポーリングチェックする間隔 秒
:>@ / :サー バ の ア ド レ ス ， ポ ー ト と 認 証 の た め の キ ー
運用と評価
4/.の 基 本 性能 を 示 す ため に ，4/.単 体 で の 負荷 テ ス ト を行った ．また 現 在大 学 の キャン パ ス で4/.を 導 入 し ，無 線 と 有 線 の ネット ワ ー ク 接 続 サ ー ビ ス を 運 用 し て い る ．次 に そ れ ぞ れ に つ い て 述 べ る ．
単体の負荷テスト
4/.単 体での性能を 測定するため ，我々は." !)C37 D 以 下，
)と 呼 ぶ を 使って 負 荷 テ ス ト を 行った ．4/.の 方 式 で は ，接 続 す る ク ラ イ ア ン ト が 増 え た 場 合 ，最 も 性 能 に 影 響 が 出 る の が セッション>を 処 理 す る 部 分 以下，接続維持部分と呼ぶであるため，4/.へ の同時接続数を9〜99ま で9ず つ増 や し ，接続 維 持 部 分 で１ 秒 間 あ た りに4/.が 処 理 す る リ ク エス ト 数 を 測 定す る ．2%2%2%1項 で 述 べ た よ う に ，4/.で は! が無 効 な ブ ラ ウ ザ を 使 用 さ れ た 場合でも，! の動作判定を行ったあとセッション>を固定して端末を接続さ せることができるため，測定にはセッション>を毎回変更する場合と固定の場合の
1種 類 で 行 う．また ，比 較対 象 と し て ，最も 処 理 が 軽い')):!が リ ダ イレ クト する部分 以 下，リダ イレクト部分と呼 ぶと，最も処理が 重いC38Dを 使った 認証 部分 でも同 様に秒 間あた りの リクエ スト 処理数 を測 定す る．使 用す るコン テ ン ツ の 大 き さ は 接 続 維 持 部 分 で187 "，認 証 部 分 で1%31 -"で あ る ．表2%1に テ ス ト 環 境 を 示 し ，図2%1に 測 定 結 果 を 示 す．
図2%1を 見 る と ，同 時 接 続 数 が29〜99ま で の 間 は リ ダ イ レ ク ト 部 分 も 接 続 維 持