コンピュータとネット
ワークの基礎的理解(５)
コンピュータの原理、コンピュータからネットワークへ
今井慈郎
ネットワークリテラシの理解（その３）
• これまで、コンピュータリテラシからの接続とし、オペレーティングシステム (OS)機能の一部：ファイルシステムに着目して、ネットワークの理解へ繋げ てきた。 • また、TCP/IPと呼ばれるネットワーク環境を理解することと並行して、見え ないネットワーク環境の可視化・・e-Learning教材の利活用・・を通じ、ネット ワークリテラシの効率的に・・Active Learningの実践も含めて・・学習を進め てきた。 • 先に紹介したのが、「ネットワークリテラシの前半」と考えてください。 • さて、ネットワークリテラシの後半として、（単なる）ネットワーク・コンピュータ 通信と「インターネット」とは何が異なるか、という観点から全体像の俯瞰を 試みる。ネットワークリテラシの理解（その４）
• 爆発的と表現される「インターネットの世界」では、価値観も変容しつつあり、 大量のデータ、夥しい数のコンピュータやネットワーク接続機器、（社会現
象やビジネス・エンターテイメント=Entertainmentは別記とし）技術面での工 夫などについても歴史的経緯から具体事例を示し、サービスの概要：
• telnet, ftp, e-mail, netnews, DNS, WWW など
を紹介する。 • 説明の都合上ネットワークにおける「セキュリティ」の重要性について、簡単 に言及したい（多分、他の講義でも「セキュリティ」に関する講義はあろうと は想像するが） 。 • 価値観の変容に伴うネットワーク応用の発展の事例を少し、最後に言及し つつ、2日間の講義を終えたい。
インターネット今昔
◼ インターネット前夜・・コンピュータの遠隔利用（例：telnetとftp） ◼ インターネットの登場・・強力な情報伝達手段（例：電子メイルとネット ニュース） ◼ インターネット時代の縁の下の力持ち（変容する世界で「流れ」に流されな い強い味方）・・ドメインネームシステム ◼ インターネットの爆発的発展・・WWW ◼ インターネットと共存する世界（価値観の変容の一端を紹介）・・IoT等整理の試み（その１・・歴史的景観？）
インターネット今昔
コンピュータ通信は「コンピュータネットワーク」の黎明？とも言える。 イメージは「1対1」あるいは「１対多（と言っても２桁程度）」の情報の遣り取 り・・信号レベル！？ 最も重要なことは「繋がりたい時になんとかして繋げることができる」こと・・常 時接続と概念は（多分ですが）当時はなかった。要するに電話や電報がそう であるように、何らかの手段で「接続」できる手法があることが大切。 「個別に、誰々となんとか繋がる」ことが、研究でも、ビジネスでも、重要・・誰 とでも繋がると嬉しい等の感覚は無かった！整理の試み（その２・・コンピュータ通信とは何か？）
インターネット前夜
サーバ・クライアント（分散処理の１つの形態。「ネットワークリテラシの前半 でさりげなく紹介済み）の発展。ネットワークを介して、複数のクライアントが サーバと接続し、情報交換を実現。 クライアント側には、「多種多様な」サーバに接続したいという要求あり。 例：「こちらから相手を使用したい」「こちらと相手の情報を交換したい」など 複数のクライアントと複数のサーバが混在し、場合によって「クライアント機 能」と「サーバ機能」が入れ替わる場合も。 大きな土壌（規模）が必要！・・これがネットワークをネットワーク接続する「イ ンターネット」へと発展する背景。整理の試み（その３・・コンピュータ通信から出発）
6インターネット今昔
「
こちらから相手を使用したい
」について・・この要望への対処
• 具体的にはクライアントからサーバの計算機能を利用したい • telnet というサービス • ユーザ認証：ユーザIDとパスワードを通知してサービスを開始 • クライアントは単なる端末・・TSSの延長 • サーバが高機能演算や特殊な応用プログラムを有する場合には利用価値 が高まる（これは現在も同じ） • 基本的に演算は総てサーバ上で実行され、データもサーバ内に格納インターネット前夜
インタラクティブ処理
• 端末（Terminal）：対話処理における利用者側の基本入出力装置（インター フェースInterface） • プログラム作成や文書作成などは指示（コマンド：処理内容を示す名前と 必要情報を示すパラメータで構成）と応答（メッセージ）の繰り返しで実行。 コマンド メッセージ 端末 ホスト センターマシンインターネット前夜
タイムシェアリング処理 （TSSとも）
• 大型コンピュータを専用回線を使用して複数利用者・・一部は遠隔地で使 用も・・が利用（見掛け上同時に）。占有している感じで利用。 • 導入運用コストを抑えられ、コンピュータ自体の性能や利用効率を向上さ せることが期待。 専用回線 端末 センターマシンインターネット前夜
telnet
について ・・ 実は、インターネット以前から
LAN&
Macから汎用機 を利用可能 Macユーザでも ユーザ認証後 は利用可能 ノートPCからスパコン も利用可能 IDとパスワード を入力のこと データはサーバ側に存在インターネット今昔
「
こちらと相手の情報を交換したい
」について・・この要望への対処
• 具体的に、一方ではサーバ上の情報をクライアントにDownload し、他方で はクライアント上の情報をサーバにUploadする機能を利用したい • ftp というサービス • ユーザ認証：telnet と同様（IDとパスワードによる・・シンプル？） • telnet と組み合わせて、クライアント上のデータをサーバに送り(Upload)、 サーバ上で telnetを用いて高速処理を実行でき、結果を再度サーバからク ライアントに転送(Download)する・・ネットワーク上で多様なデータ送受信 が可能インターネット前夜
ftp
について ・・ これも、インターネット以前から
LAN&
計算結果 を取得 プログラムを サーバにUpload Uploadされた プログラムを サーバ側で実 行し望みの結 果を生成インターネットの登場
◼ いよいよ「インターネット」時代へ突入（WWWの登場は「１９９０年」なので それ以前と考えられるが・・） ◼ Internetとは、InterNetworkingの意味 （・・National からInternationalへとの類似性） ◼ 個々の（既存の）ネットワークが相互に組み合わされ、よりPowerUpした 「大規模なネットワーク」へ拡張されるような感覚的イメージ ◼ 数量の増加効果は予想を遥に超えて・・コンピュータネットワーク
から
ネットワークをネットワークする
時代へ
インターネットの歴史：
有史以前？ • 1961 最初のパケット通信の論文 • 1966 メリット・ネットワーク創設 • 1966 ARPANET計画開始 • 1969 ARPANETで初のパケット送信 • 1970 ネットワークインフォメーションセン ター (NIC) • 1971 メリット・ネットワークのパケット交換 網運用開始 • 1971 Tymnetのパケット交換網• 1972 Internet Assigned Numbers Authority (IANA) 創設 • 1973年5月22日、XEROX PARCより特許登 録され、イーサネットの誕生日となる • 1974 Telenetのパケット交換網 • 1976 X.25プロトコルの規格承認 • 1979 インターネットアーキテクチャ委員会 (IAB) • 1980 UUCPによるネットニュース開始 • 1980 イーサネットの規格公開 • 1981 BITNET創設 • 1982 「Ethernet 2.0規格」の提案 • 1983 IEEE 802.3 CSMA/CDとして策定
パケット通信
• 端末からのデータをPAD (Packet Assembly Disassembly) でパケットに 変換して伝送し、交換設備の記憶装置に蓄積し、中継伝送路の空 いている時間に送り出し、受信側の交換機の記憶装置に蓄積された 後送出され、PADで元のデータに変換され相手先の端末に届く通信 方式。蓄積交換（通信方式）。長いメッセージが短いパケットに細分 される通信ネットワークを介してメッセージを送信。 • 電気通信では 、 デジタルネットワークを介し送信データをパケットに グループ化する方法。 パケット＝「ヘッダ」＋「ペイロード」（で構成）。 （１）ヘッダ内データ：ネットワークハードウェアがパケットを宛先に送 信するために使用、（２）パケットから抽出されたペイロード： アプリ ケーションソフトウェアによって使用。 パケット交換は、世界中のコン ピュータネットワークにおけるデータ通信の主要な基盤。 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
イーサネット (Ethernet)
• OSI参照モデルの下位：物理層とデータリンク層を規定し、TCP/IPと組 み合わせて利用。個人から大学・企業、WANで使用される有線LAN の技術規格の主流。新規格が登場し続けており、物理層は伝送速 度の違い等により多種の規格に分化、データリンク層は新旧の規格 同士の間にも互換性あり。 • 世界中のLANがイーサネットを採用し、広域ネットワークであるMAN やWANでも「広域イーサネット」という名称でイーサネット規格を取り 込む傾向あり。 • 「イーサ、ether」とは、古典物理の時代に光(伝搬)の媒質として宇宙 の隅々まで満たしているのではないかと考えられた仮想の物質、 「エーテル」(Ether、Aether)に因む。 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』イーサネット (Ethernet)２
• イーサネット発想の原点は「ALOHAシステム」（ハワイ諸島を4,800ビット/ 秒の無線ネットワークで結ぶシステムby Prof.Abramsonハワイ大教授）と も。当初、ALOHAシステムのアイデアに基づき、1972 - 1973年に米XEROX のパロアルト研究所 (PARC) にて Robert M.Metcalfeを中心に開発。
• XEROXではその後、特許を開放してオープンな規格とし、IntelとDECを開発 に加えて、1979年、3社の頭文字をとってDIX仕様を制定。伝送速度は 10Mbps。翌1980年に、この仕様をIEEE 802委員会に「Ethernet 1.0規格」と して提出・公開。世界中の企業・技術者が仕様策定と製品開発に参加し、 様々な商品を生産（開発者メトカーフ自身も XEROX退社し、 米3Com社を 創設し、このネットワーク製品開発競争を主導）。 • 1980年代は、IBMが「トークンリング」を、米AppleがAppleTalkという「ローカ ルトーク」を強力に推進したが、規格の公開により、多くの賛同者を得た イーサネットが勝ち組に。
イーサネット (Ethernet)３
• 現行のイーサネットは、1982年提案の「Ethernet 2.0規格」を基に、1983 年にIEEE 802.3 CSMA/CDとして策定された仕様。
• イーサネットの特徴： CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection キャリア検知多重アクセス/コリジョン検出）、通信経路上で の信号の発送手段を規定。イーサネットでは、 1) 各ノードは自由に信号を発信することができ(時に信号が衝突する)、 2) 衝突が発生するため、通信路上を常に搬送波監視(Carrier Sense )し、 3) 衝突検出（ Collision Detection ）時には、若干の時間待機した後、フ レーム(Frame)を再送する。 • 短所： 通信路が混雑し、送信待ちの端末が多数あっても、待機が生じ ると、常に通信路に空きが生じ、帯域に無駄時間が発生する等。
インターネットの歴史：
ネットワーク同士の接続とインターネットの創造• 1981 CSNET (Computer Science Network) • 1982 TCP/IP標準化
• 1982 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
• 1983 Domain Name System (DNS)
• 1983 ARPANETからMILNETを分離 • 1986 NSFNET（56 kbit/s のリンク）
• 1986 Internet Engineering Task Force (IETF) • 1987 UUNET創設
• 1988 NSFNETの高速化: 1.5 Mbit/s (T1) • 1988 OSI参照モデルリリース
• 1989 Border Gateway Protocol (BGP)
• 1990 ARPANET退役
• 1990 archie検索エンジン
• 1991 Wide Area Information Server (WAIS) • 1991 Gopher
• 1991 World Wide Web (WWW)
• 1992 NSFNETの高速化: 45 Mbit/s (T3) • 1992 インターネット協会 (ISOC) 創設
• 1993 Classless Inter-Domain Routing (CIDR) • 1993 InterNIC創設
• 1993 Mosaicウェブブラウザ
• 1994 Web対象の初の全文検索エンジン (WebCrawler)
インターネットの登場（２）
◼ 「誰とでも繋がることが『素晴らしいこと』
という性善説・・実は、ここに 落とし穴があったことも後に判明・・で拡大を続けた結果（進行中）」が今 のインターネットへと発展。 ◼ 「繋がっていることが普通」という感覚から、「繋がっていないと不安
」と いう状況へユーザ心理が変化しつつあり、ますます「寄らば大樹に」との 傾向が加速し、規模の拡大を加速しつつある・・不可逆反応
！？ ◼ 「秋深し隣は何をする人ぞ」とは、まさに現時点のインターネットを形容（暗 喩）する言葉かも？インターネットの登場（３）
◼ ネットワークがあればそこには人の輪（和，話）が存在。 ◼ 手紙（郵便）ではなく、電話でもない「電子メール
・・時に『e-メール』とも表 記」がとても便利。瞬時に世界を相手に会話が可能。（しかし、語学力が ますます必要に！） ◼ 新聞は紙ベース。でも電子新聞もありと思う！しかも噂話は誰でも結構 「好きかも」・・「ネットニュース」という新しい動き（しかし実はもう過去のも の・・後述するWeb時代へ突入！） ◼ ところで、コンピュータは通信相手をどのように認識し，メールなどを送り 届けることができるのか？・・ドメイン名という便利な記述方法。縁の下の 力持ち。Domain Name Systemの話。インターネット・サービス
◼ 「電子メール(e-mail)」・・これがないと情報伝達は不可
◼ 当時は文字列だけで情報伝達。それでも十分だった。最初は日本文も ローマ字で伝達したとも言われる（流石にその経験はありませんが）
◼ でも需要により新しい機能追加も喚起される・・・「添付ファイルOK」という 機能強化で利便性が拡大・・MIME (Multipurpose Internet Mail
Extension)仕様 ◼ MIME仕様：各国語(文字コード)や画像・音声・動画などを電子メールで 扱うための規格。画像のようなバイナリデータをASCII文字列に変換(エ ンコード)する方法を規定
「
電子メール(e-mail)
」について （１）
31インターネット・サービス
◼ サーバ側は以前から定評のあったプロトコル（通信規約）SMTP
で運用。 これは性善説に基づく手順・・（しかし）ユーザ認証が義務化されていない 点が後に禍根に！ ◼ クライアント側は大きく改善（UIの向上）。個々の端末側管理のPOPから サーバ側管理のIMAP
へ進化・・ユーザ認証を経て、メール本文を読出 し可能「
電子メール(e-mail)
」について （２）
インターネット・サービス
「
電子メール(e-mail)
」について （３）
LAN&
me@mydomain からwho@domain にメールを発信 メール本文を受理 ところでwho@domainは どこにいるのだろう とにかくwho@domainにメールを送って ください。どこにいるかは知りませんがインターネット・サービス
「
電子メール(e-mail)
」について （４）
転送メール を受信 送信メール を転送 who@domainはどこ who@domainはここで管理するユーザのインターネット・サービス
「
電子メール(e-mail)
」について （５）
LAN&
転送メールを 受信 本当にwho@domainですか？ IDとパスワードを教えてください who@domainです。IDと パスワードを入力します メール本文を読む ことができました 実は「読む」時にはユーザ認証が必要総務省の公開情報の活用：
電子メールの仕組み
(1)
• 電子メール(e-mail): パソコンや携帯電話、スマートフォンなどの情報機器同士が、 専用のメールソフトを使って、インターネットなどのネットワークを利用して情報を やりとりする機能。遣り取り可能な情報は文章(テキスト)だけでなく、文書ファイ ルや画像などを添付ファイルとして扱うことが可能。 • メール送信時には、送り先のコンピュータを指定するためのメールアドレスを使 用。電子メールのアドレスは、一般的に"[email protected]"のように表記。@の 後には、所属する組織や利用しているインターネットサービスプロバイダなどの 事業者のドメイン名が一般に使用。一般的な個々のメールソフトを使うのではな く、Web上でWebブラウザを使って送受信を行うWebメールという方式もあり、フ リーメールサービスとして広く普及中。 • 電子メールの送受信は、インターネット上の多くのメールサーバが連携すること によって実現。 https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/basic/service/index.html https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/glossary/01.html総務省の公開情報の活用：
電子メールの仕組み
(2)
電子メールの送受信の流れ： • (1)契約しているインターネットサービスプロバイダ、学校や会社にあるメール サーバにデータが送信。(2)電子メールを受け取ったメールサーバは、宛先とし て指定されているインターネットサービスプロバイダなどのサーバに、そのデー タを転送。(3)電子メールを受け取ったサーバは、受取人が電子メールを取りにく るまで、サーバ内にデータを保管。 • (4)電子メールの受取人は、契約しているインターネットサービスプロバイダの メールサーバにある自身のメールボックスに保管された自分宛の電子メールを 取得。 • Webメール：一言で言えばUIの仕様に依存。送受信された電子メールがサーバ に蓄積。利用者は、WebサーバにWebブラウザで接続することで、受信メールの 閲覧、新規メッセージの作成・送信などを実施。 https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/basic/service/index.html https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/glossary/01.html総務省の公開情報の活用：
電子メールの仕組み
(3)
• 一般的に電子メールの送信や他のサーバへの転送：SMTPサーバーが分担。電 子メールの受信：POP3サーバ（少し古い記述。最近ではIMAPサーバ）が分担。 • 電子メールを遣り取りする際、メールサーバに接続する必要があり、インター ネット上にあるDNSサーバを利用し、対象とするメールサーバのIPアドレスを取 得する仕組みを採用。 ・・ この詳細については別記！ • メーリングリスト(ML)：電子メール利用のコミュニケーションツール。電子メール で複数の相手に電子メールを送る場合、全員分のメールアドレスを指定して送 信。MLでは専用のメールアドレスに１通分のメールを送信すれば、当該MLへの 登録メールアドレス全体へ同時に送信可能。 • MLでは、投稿した電子メールはML全員に送信され、特定相手への返信メール も（不注意から）、ML全参加者に送信される危険性あり。ウイルス付きのメール がMLへ投稿されると、ML全参加者へウイルス配信というトラブルも発生（危険 性あり）。 https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security_previous/kiso/k01_mail.htmインターネット・サービス
◼ 「ネットニュースは仲良しクラブ」・・不特定多数の情報交換の場 ◼ ネットニュースに何かを照会すると、先達（猛者や牢名主？）からの貴重 な情報が届くといった便利な存在（だった） ◼ 各サーバ間でバケツリレーしながら情報を伝播。ボランティアベースの運 用サービス（その形態は電子メールサービスとも類似） ◼ 掲示板などの集中管理とは異なる分散管理・・全体の意思統一は基本的 に不可能（掲載情報削除等は無理）「
ネットニュース
」について （１）
インターネット・サービス
◼ 情報共有は必要なので、暫くは隆盛。しかし、その後、いくつかの理由で 衰退。WWWの登場が主原因ながら、他にも、誹謗中傷や愉快犯の暗躍 などで「ボランティアベース」の運用自体が崩壊。ウィルスなどの流出の 温床にも ◼ 現在はほぼ終息しており、ユーザもほとんど皆無。歴史的遺物となったが、 当時はそれなりの需要があったことも確か ◼ パソコン通信（これも死語？）におけるフォーラムのような存在「
ネットニュース
」について （２）
インターネット・サービス
「
ネットニュース
」について （３）
LAN & Internet
面白い記事だけ とみんな読まな いかな・・ 面白いね、 この記事 この記事を待っ ていたんだ♪ 別のユーザもUpload可能
インターネットの登場
◼ 階層構造で柔軟にドメイン名（imai@
eng.kagawa-u.ac.jp
等）を記述可能
◼ イメージ：
imai ⊂ eng ⊂ kagawa-u ⊂ ac ⊂ jp
◼ 照会者とデータ探索ルートが特徴的なドメイン（領域，分野，範囲）を構成 ◼ 各サーバをドメイン名で指定可能：
ドメイン名と
IPアドレスの相互変換
により、目的のマシンへアクセス可能
インターネットの登場
◼ 拡大と伸展を想定（これが素晴らしい！）した堅牢で柔軟な構造（分散
管理可能な仕組み） ・・ しかし、BIND(DNS実装ソフト)にも、いくつかの 欠陥も存在
◼ とは言え、
DNS
（
Domain Name System or Domain Name Server）
は インターネットの陰の立役者 剛毅木訥近仁 （「論語」子路第十三 27）
インターネットの登場
「
ドメインネームサーバという世界規模のデータベース
」の活躍（３）
www.dell.comを 知っていますか？LAN& Internet
kagawa-u.ac.jpのDNS ac.jpのDNS jpのDNS .comのDNS dell.comのDNS www.dell.com もちろん 知っています！ 照会 回答https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/basic/service/04.html
https://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security_previous/kiso/k01_mail.htm
総務省のHPはかなり入門的
そこで、もう少し「突っ込んだ内容」を調査する
電子メールの概要
http://c-router.com/outline.html• 電子メール（Electronic mail）： e-mail、Eメールとも呼ばれ、電子工学（情報通信技術）を用い てメッセージを交換するシステムのこと。ブロードバンドの普及や携帯電話のメール機能のおか げで身近なものに。目新しいものではなく、インターネットの黎明期か存在。 • 当時、メールサーバ（ e-mail 管理コンピュータ。「サーバ」とは何かは存知の通り）はUNIXマ シンで運用されており、メールサーバにTelnetでログインし、コマンドラインからメールを読む ような仕様も（パソコン通信システムと大差ない感じ。遠隔ログインしても、同一サーバ内ユー ザのみが対象の場合も）。MIME（後述）などの機能拡張もなく、添付ファイルや今のような複雑 なメール利活用は、当時の技術では無理。 • 今や電子メールは、インターネットを代表するシステム（サービス）。我々の通信手段に欠かせ ないものとなっており、文章（テキスト）だけでなく、画像、音声、動画、表計算のデータなど 添付して送信することもでき、有力なデータ交換の手段として利活用。HTML形式のメールコン テンツを送受信することで、ホームページのような凝ったメールコンテンツも扱うことも可能。 メールの遣り取り（下図参照）
関連プロトコルとポート番号
電子メールの運用には、メールサーバが必要で、サーバ上には、必要に応じて、 • メール転送プロトコル：SMTP（Simple Mail Transfer Protocol ）、
• メールサーバのメールボックスに届いた自身宛のメールを取得するため、POP3（Post Office Protocol Version 3 ）やIMAP4（Internet Message Access Protocol Version 4）などのプロトコル が利用。 プロトコルに基づくデータ処理を実現するアプリケーションソフトが動作 • POP3、IMAP4共にメールサーバのメールボックスに蓄積された電子メールを取り出すプロトコル であることから、「ラスト・ワン・ホップ プロトコル」とも呼ばれる。 各プロトコルが利用するポート番号（下を参照） プロトコル ポート番号 SMTP 25 POP3 110 IMAP4 143 http://c-router.com/outline.html
POP vs IMAP
POPを有効にするメリット： • メールをパソコンに保存するので、メールの 削除、移動などの処理が容易 • ダウンロード済みのメールはネット環境がな いところでも閲覧可能 • メールのダウンロードが済めば、サーバ内の データは削除される（サーバ容量削減に寄 与） POPを有効にするデメリット： • 受信端末にのみダウンロードデータは残らず。 • 複数の端末でのメールの閲覧、複数の端末で のメールの同時受信は不可能 IMAPを有効にするメリット： • 複数の端末でメールを閲覧可能 • 開封状態・返信・削除などの状態も端末間で共 有でき、メールの一元管理が容易 • 外出先でもスマホでメールの内容を確認可能 IMAPを有効にするデメリット： • メールサービスがサーバ容量制限に到達すれば、 メールボックスが満杯になり、新規のメールを 閲覧が不可能な場合も https://kigyolog.com/article.php?id=1157MTA
と
MUA
• 電子メールの仕組みを大別すると、（１）メールの送信機能と（２）受信機能に分類可能。他にも送受信メー ルを一時的に保管して転送に備え、キューイング機能なども必要。
• メールを配信したり転送を行うプログラムのことをMTA（Mail Transfer Agent）と呼び、メールサーバは、こ の機能を実装。
MTAとして人気の高いの複合プログラムは、sendmail、qmail、Postfixなど。その内、新世代MTAとしてqmail、 Postfixが注目。
• ユーザのフロントエンドとして動作するプログラムのことをMUA（Mail User Agent）と呼び、電子メールの表 示や読み書き、そしてメールサーバへの送信やサーバの自分のメールボックスからのメールの受信に専念する 機能を提供。 このMUAのことを「電子メールソフト」「メールクライアント」「メーラ（ー）」などと呼ぶ。 • もともとは、MTAとMUAは1つのプログラムとして実装され、初期のメールでは、同じマシン内のユーザの メールを送受信するだけで、プログラムは大した規模ではなった。その後、SMTPが登場すると、遠く離れた ユーザ同士でもメールを送受信できるようになり、プログラムの規模は膨大に成長。 • その頃になると、クライアントパソコンの価格も下がり、性能も飛躍的に向上したので、MUAの機能はサーバ 側を離れ（機能分散し）、クライアント側で実現する流れに。 今では、MTAとMUAという2階層に分けて運用する 方が効率的なので、分離して運用するのが一般的 http://c-router.com/outline.html
メールサーバの主な仕事: (1)メール配信（Delivery）と、(2)メール転送（Transfer）。 • メール配信とは、メールサーバのローカルでユーザのメールボックスへ間違いなくメールを届ける機能のこと。 • メールサーバには、ユーザごとのメールボックスがあり、自分には、どの名前のユーザが登録されているか、 そして、そのユーザがどのメールボックスを使用しているかを管理する。自分の管理するユーザ宛てのメール を受け取った時は、そのユーザのメールボックスに当該メールを保管する。 （下図参照） • メールの転送とは、宛先メールアドレスの@の右側のドメイン名から判断して、次のメールサーバに転送する 機能のこと。 • メールアドレスは、下の形式で記述することが前提： [ユーザー名]＠[ドメイン名] メールユーザの管理方式は、OSやsendmailなどのアプリケーションによって異なり、従来はUNIXのユーザ登 録の仕組みを利用するものが大多数、現在では、Windowsサーバの隆盛に応じて、Active Directoryの仕組みを 利用するものも。
メール配信＆メール転送
http://c-router.com/outline.htmlSMTPヘッダ情報
• メールにはヘッダ情報が付記 • 電子メールも同じような仕組み（引き受けか ら配達までの郵便物等の送達過程を記録、郵 便追跡システムで、配達状況を確認）があり、 それを実現するために転送過程がメールヘッ ダに記録 • メールヘッダには、メールが送信されて宛先 に届くまでの履歴が記録され、メーラを使っ て見ているのは、ヘッダの下側にある本文部 分だけ。メーラでは通常、メールヘッダを見 せない仕様（トラブルがなければ、メール ヘッダの情報を確認する必要なし） • 転送過程を記録しておくことで、発信した送 信元アドレス、コンピュータやサーバの情報 を確認でき、スパムメールやウイルスメール を見極めることが可能（スパムメールやウイ ルスメールは送信者や経由するコンピュータ やサーバを事実と異なるものに偽装してい る） SMTPのヘッダ情報 http://c-router.com/outline.html電子メールの送受信の流れ
①送信クライアント（MUA）は、メールサーバ（MTA）にメールの送信を依頼 MUAは、テキストデータを7ビットのASCIIコードでSMTPプロトコルのTCP25番ポートを使用し、漢字や画像ファイルは、BASE64 方式によってASCIIコードに変換される。 ②送信を依頼されたメールサーバは、いったん、メールをメールキューに格納 ③送信を依頼されたメールサーバは、最寄りのDNSサーバに照会して名前解決を実施 ドメインツリーの最上位であるルートネームサーバから順に問い合わせを実行する。 ④配送先のメールサーバのIPアドレスを回答 MXレコードによって配送先のメールサーバのホスト名も求め、Aレコードで対応するIPアドレスを取得する。 ⑤TCPで接続し、送信元アドレス、宛先アドレス、メールの本文という順番でデータを送信 ⑥配送先のメールサーバは、まず、メールをメールキューに格納 ⑦受信クライアントのMUAは、ユーザ認証が終わると、POP3プロトコルのTCPポート110番を用いて メールを受信 （alternative IMAP4プロトコルのTCPポート143番を用いてメールを受信） ユーザー認証には、パスワードを平文で送るPASSコマンドを用いる方法と、毎回異なるパスワードを利用してユーザー認証を行う MIMEの話題は次頁より http://c-router.com/outline.htmlMIMEとは (1)
• 英語圏で誕生したシステムであり、英語の使用が前提。そのため、今でもメールは全てテキストでなければ 遣り取りが不可。 • メールで使用する文字コードは、英語圏で使用される文字セット体系であるASCIIコードを使用する前提。 ASCIIコードは8ビット内、下位7ビットまでしか使用しないことから、7ビットコードとも呼称。 では、送受信中には、ASCIIコードの文字コードしか使用できないのに、日本語のテキストや表計算や写真など のバイナリ情報を添付したメール（コンテンツ）を送受信できるようにするには？ • これを実現するのが、MIMEという仕組み。MIMEの登場により、メールで日本語やバイナリデータの取扱いが可能。MIMEは、「Multipurpose Internet Mail Extension」の略で、電子メールで様々なデータ
フォーマットを扱えるようにする拡張規格。 以下のこと等が取り決められている。 ①音声、画像などのバイナリデータの送受信の取り扱い ②アジア圏など、2バイト文字の扱いなども含めた国際的な文字のサポート SMTPは、電子メールを7ビットのテキストデータとしてしか処理できず、バイナリファイルなどのデータをそ のままでは、送信不可だったが、 そこでMIMEが一役買って・・・ http://c-router.com/outline.html
MIMEとは (２)
http://c-router.com/outline.html SMTPは、電子メールを7ビットのテキストデータとしてしか処理できず、バイナリファイルなどのデータをそ のままでは、送信不可。 そこで、MIMEで以下の処理を実行 ①送信側のメーラで、バイナリデータ部分をテキストコードにエンコード（変換） ②テキストメールの一部としてメールを送信 添付ファイルのメールは長大となり、分 割送信が必要 ③受信側のメーラで、元のバイナリデータにデコード（復元） これにより、バイナリデータが含まれていても、あたかもテキストデータであるかのように取扱い可能。 （MIMEによるコード化には、Base64などのエンコード方式が使用） 関連して「メールの暗号化、セキュリティ等」についても言及セキュリティの脅威から個人情報を守るための暗号化手法(1)
• デバイスの盗難やクラウドサービスのアカウントでハッキングが発生した場合に備え、暗号化の 処理を施すことは有効な対策の一つ。セキュリティを高めるための代表的な暗号化の方法を解説 • 暗号化の用途は、データ保管にとどまらず、パスワード、送受信するメッセージやWebサイトと の通信内容など多岐に。暗号化を用いることは、個人情報のセキュリティ対策としては最善かも （但し、100%は無い！） １）ハードディスクの暗号化 • フルディスク暗号化により、ディスクの置き忘れや盗難の際でも、すべてのデータ、ソフトウェ ア、使用中のOSなど、ディスクに保存された情報へのアクセスが不可能。起動時に正しいキー入 力が行われない限り、コンピューターは高価な文鎮のような存在に。ほとんどのOSには、高度な 機能やオープンソースプロジェクト、あるいは組み込みオプションといった選択肢が用意 ２）クラウドデータの暗号化 • クラウドストレージのサービスでは、人為的ミスや悪質な標的型攻撃によるセキュリティ侵害が 頻発。攻撃を防ぐには、ファイルをクラウドにアップロードする前に暗号化することが有効。仮 にクラウドサービスのベンダーにセキュリティインシデントが発生し、悪意のある攻撃者がデー タを入手したとしても、復号のための鍵がなければその中身の閲覧は不可 https://eset-info.canon-its.jp/malware_info/special/detail/200916.htmlセキュリティの脅威から個人情報を守るための暗号化手法(２)
https://eset-info.canon-its.jp/malware_info/special/detail/200916.html ３）通信内容の暗号化 • バーチャルプライベートネットワーク（VPN）を利用する方法も。カフェから業務上の機密情報 を顧客と共有する場合、VPNならば盗見も回避でき、暗号化されたネットワーク上で安全にデー タ共有が可能。地球の反対側から、自宅ネットワーク上のデータへ安全にアクセス可能 • Webサイトへのアクセスの際、そのWebサイトがHTTPSプロトコルを使用しているかを確認。 「S」はセキュア（secure）の「S」で、サーバ・Webブラウザ間の通信全てが暗号化されている ことを意味。世界中の主要なWebサイトのほとんどでHTTPSが標準的に使用。 ４）メッセージの暗号化 • メールの送受信データについても暗号化できるが、この場合、送信者は受信者の公開鍵(or共通鍵) を使ってメッセージを暗号化し、受信者は自分の秘密鍵(or共通鍵)を用いてメッセージを復号。暗 号化した送信メッセージを受信者側で復号できるようにするため、送信者は受信者の公開鍵(or共 通鍵)を入手しておく必要あり。メールの暗号化にも数多くの種類があり、最も一般的なものは PGP、GPG、S/MIME など。 • エンドツーエンドでメールを暗号化する安全なメールプラットフォームであり、暗号化された メールの送信をサービスのユーザ間に限定し、他サービスのユーザに送信するメールは通常の メールとする「クローズド・ショップ」方式も使用可能。相手側のメールサービスに関係なく、 暗号化されたメールを送受信することも可能セキュリティの脅威から個人情報を守るための暗号化手法(３)
https://eset-info.canon-its.jp/malware_info/special/detail/200916.html ５）パスワードの暗号化 • パスワードマネージャは、同じパスワードの使いまわしを回避し、すべてのパスワードを記憶し なくてもよい便利なツール。 （自分のパスワードを付箋に書いてパソコンに貼る？！ような愚 は回避できる） • クラウド型のパスワードマネージャでは、強力な暗号化を施して保護された自社サーバにユーザ のパスワード群のコピーが保存され、さらにセキュリティを強化するために、ユーザが「多要素 認証(MFA: Multi-Factor Authentication)も使用可能。• 「暗号化」とは元データに対し、特別な処理を行うことで、別のデータに変換する処理のこと。 それに対し、暗号化されたデータを元データに戻す処理のことを「復号(化)」と呼ぶ。 • 暗号化を行う処理のことを「暗号アルゴリズム」。暗号アルゴリズムには種類があり、暗号化の 安全性（強度）や暗号化の処理にかかる時間が異なる。 • 暗号化や復号の処理には暗号アルゴリズムに応じた「鍵」が必要。同じ暗号アルゴリズムを採用 しても、処理に使う「鍵」が違なると、処理の結果が変わる。暗号化や復号には、暗号化アルゴ リズムの選択と共に、鍵の管理方法についても課題。 • 古典的な暗号であるシーザー暗号を例にとって説明。シーザー暗号では、平文で使われているア ルファベットを一定の文字数だけシフトすることによって暗号化を実現。ibmという文字列を左に １文字ずつシフトすると、HALという文字列に変換され、復号の時は、右に１文字ずつシフトす れば、元どおりの文字列に戻る • シーザー暗号：暗号化の仕組みこの時、「ibm」が平文、「HAL」が暗号文、「文字シフト」が暗 号アルゴリズム、「シフト量（上記の例では１文字）」が鍵ということに相当。
暗号化とは？(1)
https://cybersecurity-jp.com/security-measures/29197• 現代では暗号化の種類として「共通鍵暗号方式」と「公開鍵暗号方式」の2つが重要。2つの違い は、暗号化と復号における鍵の管理方法 1. 共通鍵暗号方式 • 共通鍵暗号方式とは、暗号化と復号の両方で同じ鍵を使う暗号化方式（だから共通鍵の呼称）の こと。暗号化アルゴリズムとしては「DES」「RC4」「AES」などが有名。 • 共通鍵暗号方式の処理速度は高速ながら、データを遣り取りする人数が増えると、管理すべき鍵 の数が膨れ上がってしまい、例えば n人の間で管理すべき鍵の数は
n(n-1)/2
個必要になる。 • 共通鍵暗号方式では暗号化と復号をする人物以外に鍵が知られないように管理する必要あり。こ のような性質のため、共通鍵暗号方式は秘密鍵暗号方式とも呼称。 2. 公開鍵暗号方式 • 公開鍵暗号方式とは、暗号化と復号で異なる鍵を使う暗号化方式のこと。暗号化アルゴリズムと しては「RSA」「楕円曲線暗号」などが有名。 • 公開鍵暗号方式は共通鍵暗号方式と比べ、処理速度は低速ですが管理する鍵の数が少なくてすむ という特徴あり。例えば n人の間で管理すべき鍵の数は2n
個必要になる。暗号化とは？(２)
https://cybersecurity-jp.com/security-measures/29197http://c-router.com/chap05/network-basic11202.jpg http://c-router.com/chap05/network-basic11201.jpg 共通鍵暗号方式 http://c-router.com/chap05/network-basic11301.jpg http://c-router.com/chap05/network-basic11302.jpg 公開鍵暗号方式 http://c-router.com/outline.html
2. 公開鍵暗号方式 （継続） • この方式では「暗号化に使う鍵は公開されている鍵」を使い「復号に使う鍵は秘密の鍵」を使用。 暗号化に使う鍵は公開されているため、誰でも暗号化できるが、復号に使う鍵は暗号化された データの受信者しか所有していないため、復号は受信者のみが実行可能。 • 公開鍵暗号方式ではこのような方法で安全なデータ送受信を実現。 • 公開鍵暗号方式は処理が低速であるため、単独で使うことよりも共通鍵暗号方式と組み合わせて 使われることが一般的。データの暗号化・復号には速度の速い共通鍵暗号方式を使い、配送する 共通鍵そのものは公開鍵暗号方式を使用して暗号化・復号されるといった使用方法が著名。この ような方式をハイブリッド方式と呼称。 3. ハッシュ化 （おまけ？） • 暗号化と混同されやすい概念として「ハッシュ化」が著名。ハッシュ化とは元のデータに対して ハッシュ関数による処理を加えて、固定長のデータに変換する技術のこと。不可逆なので、変換 はできるが、元に戻す（復号）ことは不可。つまりハッシュ化には「復号」に相当する処理は存 在せず。
暗号化とは？(３)
https://cybersecurity-jp.com/security-measures/291973. ハッシュ化 （継続） • ハッシュ化の利用目的はパスワードの管理やファイルのチェックなど。パスワードをハッシュ化 して保存することで、パスワードを生のまま管理することは不要。実際にハッシュ化されたパス ワード認証を実施する場合、入力されたパスワードをハッシュ化したものと、保存されている ハッシュ化されたパスワードを比較し、両者が一致すればOKと判断（元データとの比較でない点 に注意）。 • インターネット上から大きなサイズのファイルをダウンロードした際に、サーバ上のファイルと ダウンロードしたファイルを比較する場合にもハッシュが使用可能。大きなファイルをそのまま 比較するのは処理時間を要するので、両者をハッシュ化して比較し、一致すればダウンロードは 成功と断定可能。 • ハッシュ関数には「MD5」、「SHA-1」、「SHA-256」など。MD5には古くから脆弱性が指摘さ れ、今や非推奨。 • ハッシュ化には「復号」に相当する処理は存在しないと紹介したが、MD5には特定のハッシュ値 を持つと、元のデータを計算されてしまう脆弱性が存在（このような脆弱性を利用する攻撃を衝 突攻撃と呼称）。そのため現在ではMD5を使うことは非推奨。
暗号化とは？(４)
https://cybersecurity-jp.com/security-measures/29197インターネットの爆発的発展
◼ （突然ながら）「天使と悪魔」という小説をご存知ですか？ WWW （World-Wide Web：「世界規模の蜘蛛の巣」の意味）は、実は、スイスで 生れた ・・ “made in USA” ではない ◼ しかし、その後、世界に拡散し、米国に渡って大ブレーク！米国好みはや はり「派手好き」、UIがカッコ良くないと ・・ ブラウザ（の開発）が決め手 ◼ サーバよりも、クライアント側で発展。ユーザ（クライアント側）では、入手 したコンテンツに、画像があっても、音声があっても（動画でも）簡単に再 生（ play ）できることが重要「情報」を制するものは「世界」を制する！ （１）
◼ ブラウザ戦争（Netscape vs Microsoft）も今や語り草
◼ 今やWWWとWebブラウザの様々な組合せで情報が遣り取りされる・・
Web computing という名称が象徴的
インターネットの爆発的発展
インターネットの爆発的発展
◼ 1990年代，Tim Berners-LeeがCERN（旧 Conseil Europeen pour la
Recherche Nucleaire，欧州原子核研究機構）所内の論文閲覧システムと
して開発・所内実用を経て公表
◼ ３種の神器：URL（Uniform Resource Locator），HTML（HyperText
Markup言語） そしてHTTP（HyperText転送プロトコル）が基本要素
◼ 典型的なサーバ・クライアントシステムとして構成：サーバ機能もクライア ント機能（ブラウザ）も独立に実装・改善可能
バーナーズ＝リーがCERNで使用 していたNeXTcube
(最初のWWWサーバ) https://en.wikipedia.org/wiki/Tim_Berners-Lee
Sir Timothy John Berners-Lee (born 8 June 1955), also known
as TimBL, is an English computer scientist best known as the inventor of the World Wide Web.
(In 2004, Berners-Lee was knighted by Queen Elizabeth II for his pioneering work.)
He is a Professorial Fellow of Computer Science at the
University of Oxford and a professor at the Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Berners-Lee proposed an information management system on
12 March 1989, then implemented the first successful
communication between a Hypertext Transfer Protocol (HTTP) client and server via the internet in mid-November.
インターネットの爆発的発展
◼ ブラウザ（Webクライアント）機能拡充：インターネットのキラーコンテンツ へ変貌
◼ 1990年代、
Marc Andreessen
（米イリノイ大 NCSA）が初の画像表示ウブラウザである
Mosaic
を開発。UNIX版Mac版，Windows版を開発 ◼ 1993年、SGI創業者Jim ClarkとMosaic Communicationsを設立（Netscape Communicationsと社名変更）。新たにNetscape Navigator
ブラ
ウザ
を開発・・これが爆発的流行インターネットの爆発的発展
◼ American Dream体現者：米国を代表する資産家・・「レンタカーを借りら れる年齢になる前に億万長者になった」（と噂）
◼ その後、MicroSoftのInternet Explorerの猛追で、Netscape Navigator の
シェア降下。会社の業績も低迷。1998年11月、会社はAOLに買収・・これ も逸話 ◼ そのMSは絶頂期へひた走り。しかし・・MSもいつまで君臨できるか？ ◼ （とは言うものの）今でも
GAFAM
(の一角)として、世界のディジタルビ ジネスのチャンピオン企業として君臨！（Intelと共に驚異の生命力）インターネットの爆発的発展
ブラウザ（Webクライアント）の機能拡充 （２）
• ブラウザの存在は限りなく大きい。 • もし「ブラウザ戦争」のような競合が起こら ず、ブラウザが地味なクライアント側ソフト で終わっていたら、今日のようなWeb全盛 期が現出したかどうか？？ • その意味でもMarc Andreessenの貢献は大 なるものがある。 • 今やブラウザの無いコンピュータは・・・そん なの（誰も）考えられない！
インターネットの爆発的発展
ブラウザ（Webクライアント）の機能拡充 （３）
インターネットの爆発的発展
ブラウザ（Webクライアント）の機能拡充 （４）
LAN& Internet
ＧｏｏｇｌｅのＨＰは 著名ですね ＡｍａｚｏｎのＨＰは 便利ですね Ｇｏｏｇｌｅに アクセス中 アマゾンに アクセス中◼ CPSは小さな組み込みシステムから自動車や航空機などの大きなシステ ム、さらに国レベルでのインフラである電力ネットワークなど広範に適用 ◼ コンピュータによる制御のみにとどまらず、系の中に人間を含むような複 雑なシステムもCPSと呼称 ◼ CPSは実世界や人間から得られるデータを収集・処理・活用するものであ り、あらゆる社会システムの効率化、新産業の創出、知的生産性の向上 に寄与する存在
インターネットと共存する世界
Cyber-Physical System （１）
岩野和生; 高島洋典. サイバーフィジカルシステムと IoT (モノのインターネット) 実世界と情報を結びつける. 情報管理, 2015, 57.11: 826-834.◼ 交通システムにおけるITS（Intelligent Transport Systems）は、道路や信 号に埋め込まれたセンサーや，車から送られてくる物理世界の情報に基 づき、コンピュータによって高度な制御を行い、輸送効率・快適性の向上 を目標とするよう設計・開発 ◼ 製造業においても古くから生産現場の効率化にコンピュータが利用され、 最近では、農業においても、センサから得られる情報に基づいて適切な 散水を行い、生産の効率化が行われようとして状況（スマート農業）
インターネットと共存する世界
Cyber-Physical System （２）
インターネットと共存する世界
Cyber-Physical System （３）
出典：岩野和生; 高島洋典. サイバーフィジ カルシステムと IoT (モノのインターネット) 実世界と情報を結びつける. 情報管理,
◼ 従来は人間と人間をつなぐことがインターネットの主な用途だったが、各 種センサを介して得たモノの情報が直接インターネットで流通し、目的を 達成できる世界 ◼ CPS=IoT(ほぼ同じ概念) ◼ どちらかというとIoTは物理世界にあるものを中心とした見方で、それらが インターネットにつながることを重視。一方、CPSは物理世界の情報とサ イバー世界の情報が融合することに重点。CPSでは、物理世界とサイ バー世界の融合したシステム全体と説明をしたが、IoTでは、インター ネットに接続されている「もの」の視点に力点。2020年には地球上で500 億個のモノがインターネットへ接続とも予測。 90
インターネットと共存する世界
インターネットと共存する世界
IoT (=Internet of Things) （２）
出典：岩野和生; 高島洋典. サイバーフィジ カルシステムと IoT (モノのインターネット) 実世界と情報を結びつける. 情報管理,
インターネットと共存する世界
家電も（容易に）インターネット接続 （１）
◼ スマートスピーカやスマートテレビなど、IoTデバイスが日増しに日常生活 に融合 ◼ IoTデバイスの最大の課題は、規格が統一されておらず、多種多様化し ていること。メーカ各社は独自のファームウェアを持ち、異なるプロトコル を使用し、独自のアーキテクチャを実現。分析以前に当該アーキテクチャ の理解、コンポーネントの関与、相互の関連性と相互作用の調査が必要 ◼ 各コンポーネント間の通信には多くの脆弱性が含まれる可能性大 出典： IoTデバイスのセキュリティ検証、最初にやっておくべき事 2018.9.6 https://eset-info.canon-its.jp/malware_info/special/detail/180906.htmlインターネットと共存する世界
家電も（容易に）インターネット接続 （２）
◼ インターネット接続可能「スマートテレビ」は、テレビ局が提供する番組以 外に、YouTubeをはじめとした動画視聴サイトのコンテンツが簡単に楽し める。しかし、スマートテレビには、様々な攻撃が可能 ◼ 「スマートテレビ」は、感染すると、同じネットワークに接続した別の機器に 対する攻撃の仲介役となり、攻撃は最終的に、PCやノートパソコンに保 存されている個人情報といった、もっとうまみのある標的になるかも ◼ 2013年、サムスン電子製インターネット接続テレビのいくつかのモデルに おいて、それらのセキュリティホールを突くことにより、遠隔操作でテレビ の内蔵カメラとマイクを動かせることを、研究者が証明 出典： IoTデバイスのセキュリティ検証、最初にやっておくべき事 2018.9.6◼2016年のパリモーターショーで独ダイム ラーのディーター・ツェッチェCEOが発表 した中長期戦略の中で提唱した造語。 ◼「Connected：コネクティッド化」 「Autonomous：自動運転化」 「Shared/Service:シェア/サービス化」 「Electric：電動化」の4つの頭文字で、 2015年9月モーターショーで述べた「自動 車メーカーからモビリティ・サービス・プロ バイダMSPへと変わる」という戦略の実 行の方向性を具体化したもの ◼自動車を製造・販売する会社から、クル マを移動するための手段としてサービス を提供する会社に変わる、という意味 「CASE」が自動車産業にもたらす脅威とビジネスチャンスとは 2018.08.01 https://www.dhbr.net/articles/-/5450 既に「自動車」は（コンピュータ制御の）電子機器！
インターネットと共存する世界
CASEとは何か？
◼数年前のモビリティビジネスのグローバル市場規模は約550兆円、車両販売による収益 が約330兆円、残り（約220兆円）は車両の平均利用年数10年間を想定して、得られる各 サービスの収益 ◼今後、収益増加が期待される領域は、保険やファイナンス、メンテナンス、リユース、エネ ルギー等。そこに新ビジネスモデルが生まれる可能性あり。例えば、走り方によって保険 料が変わる保険や、EVと住宅、蓄電池を組み合わせたエネルギーマネジメントなど ◼今後、コネクティッド化が先行して進み、それに伴い保険、メンテナンス、ファイナンスなど で新しいビジネスが創成。
