数理・データサイエンス・AI教育強化拠点コンソーシアム2023年度関東ブロック
第8回ワークショップ「データサイエンスにおけるサイバーセキュリティ教育事例」, 22 March, 2024, Online

北⾒⼯業⼤学・北海道国⽴⼤学機構における研究データ管理・認証統合とセキュリティ対策
升井 洋志

北⾒⼯業⼤学 情報処理センターセンター⻑・教授本⽇のお話し1. はじめに
2. 「北海道国⽴⼤学機構」とオープンイノベーションセンター
3. 研究データ管理: GakuNin RDM, ORION
4. 認証統合・サービス連携・データ連携
5. まとめ1. はじめにこれらを「機関の仕組み」としてどのように対応するか︖
・研究データへのメタデータ付与
・データマネジメントプラン（DMP）の策定
・研究データ10年保存
GakuNin RDM, ORION2. 北海道国⽴⼤学機構とオープンイノベーションセンター（ACE）

北海道国⽴⼤学機構

北海道国⽴⼤学機構HPより
nuc-hokkaido.ac.jp

国⽴⼤学統合の動き
計画年度

機構名（仮称含む）

⼤学名

都道府県2020

東海国⽴⼤学機構

名古屋⼤学
岐⾩⼤学

愛知県
岐⾩県

総合⼤学間の統合（総合⼤学+地⽅総合⼤学）（2021）（静岡国⽴⼤学機構）

静岡⼤学

静岡県

総合⼤学と医科⼤学の統合（医⼯連携）

2022

北海道国⽴⼤学機構

北海道

農・⼯・商の3つの単科⼤学（⽂理融合）

浜松医科⼤学
帯広畜産⼤学⼩樽商科⼤学特⾊

北⾒⼯業⼤学2022

国⽴⼤学法⼈奈良奈良⼥⼦⼤学奈良教育⼤学

奈良県

同⼀県内での教員養成連携

⼩樽-帯広-北⾒の三⼤学統合
他の事例との違い

1. 距離

遠距離

150km (北⾒-帯広), 230km (帯広-⼩樽), 330km (⼩樽-北⾒)
2. 規模

同規模

⼩樽: 2,400⼈、帯広: 1,300⼈、北⾒: 2,300⼈
3. 専⾨分野

異分野

商学（⼩樽）、 農学（帯広）、⼯学（北⾒）

●北⾒
●⼩樽

●帯広

統合を進める上での4つの取り組み
1. 経営改⾰「⼤学組織」の連携・統合
2. 連携教育「教育」の連携・統合 (⽂理融合型教育）
3. オープンイノベーション「研究」の連携とイノベーション創出
4. 遠隔教育

オープンイノベーションセンター（ACE）

ICTで「距離」を克服した連携講義

ACE: Agriculture, Commerce, Engineering3. 研究データ管理: GakuNin RDM, ORION

研究データ統合管理システム概念図
議論等

通常の共同研究環境
研究者 A

メール

研究成果の公開・共有

研究成果の保存Web

Webサーバ研究者 B

http, ssh

研究者 Cコーディネータ

ストレージ

研究データ統合管理システム概念図
本WGで⽬指す共同研究管理環境
全ての機能をGakuNin RDM上で実装
研究者 A

NII

オープンイノベーションセンター

GakuNin RDM
研究者 B

ストレージ

研究者 C
Webサーバコーディネータ

学認（Shibboleth）によるログイン管理

研究データ統合管理システム
システムに必要とされる機能• 研究者（ユーザ）管理• グループ管理• ログ管理• データ管理• プロジェクト管理• 他システムとの連携

この機能をすべて⾃前で作成することは⾮常に困難

そこで、導⼊する機能をユーザのログイン管理とデータ保管に絞る
他の機能についてはNIIで開発中の「GakuNin RDM」を⽤いる

研究データ統合管理システム
GakuNin RDMとは国⽴情報学研究所（NII）のオープンサイエンス基盤研究センター（RCOS）が開発を進めている研究プロジェクトの管理基盤であり、個⼈の研究者または研究グループが研究データや資料を共有、管理、公開するためのシステム。
ログインにはNIIの共通ログイン管理機構である「学認フェデレーション（学認）」に参加している必要があり、学認で認証されたIDであれば利⽤可能。
容量の⼤きな研究データを管理できるよう、外部ストレージを通じてデータを保存、管理可能な仕様になっている。
[参考] RCOS, GakuNin RDM

https://rcos.nii.ac.jp/service/rdm/

三⼤学研究データ統合管理サーバシステム概念図
研究データ統合管理システム
ID管理システム

ユーザID情報連携

GakuNin RDMをハブにするのは難しい
GakuNin RDM“学認”ログイン

データ管理サーバ
IRデータ管理システム••

他システムとの連携部分

必要な機能

研究者情報連携
研究データ連携

ストレージ（200TB）•••••

研究者（ユーザ）管理研究グループ管理
研究ログ管理研究データ管理
他システムとの連携••••

ユーザログイン
データ登録
データ編集
データ閲覧

研究者・利⽤者

三⼤学研究データ統合管理サーバシステム概念図
研究データ統合管理システム
ハブとしてのポータルサーバを構築

ORION
GakuNin RDM

ポータルサーバ

データ管理サーバ
ストレージ（200TB）

Slack
研究者・利⽤者

チャット
研究ログ

RedMineプロジェクトマネジメントORION: Orchestrated Research Infrastructure On Network特徴的な取り組み

研究データ管理基盤を軸とした地域貢献

学術連携と地域連携
学術連携【通常の経路】
データマネジメント
ファイル共有北⾒⼯⼤
⼩樽商⼤

GakuNin
RDM
AWS-S3 API

SINET

帯広畜⼤

研究者（ユーザ）
研究者（ユーザ）【ストレージ連携経路】
ファイル共有OIC
ストレージ

クラウドファイル共有サービス

外部ストレージ連携“kitCloud”

研究者（ユーザ）

地域連携

3. 認証統合・サービス連携・データ連携

18北⾒⼯⼤の認証統合・サービス連携-2011認証統合

ID管理基盤導⼊、SSO導⼊、学認参加-2016

サービス統合・拡充

SSO-SAML連携、クラウドファイル共有サービス導⼊-2022

セキュリティ強化
SSO-MFA対応、VDI連携
これを帯広・⼩樽にも展開し、統合を進める

認証統合

⼩樽商科⼤

SSO
サービス連携各⼤学からプロビジョニング

北海道国⽴⼤学機構
本部

IDM

帯広畜産⼤

IDM
SSO
サービス連携統合IDM
SSO
サービス連携

北⾒⼯⼤

IDM
SSO
サービス連携

認証統合

⼩樽商科⼤

SSO
サービス連携各⼤学へプロビジョニング

北海道国⽴⼤学機構
本部

IDM

帯広畜産⼤

IDM
SSO
サービス連携マスターDBの管理

統合IDM
SSO
サービス連携

北⾒⼯⼤

IDM
SSO
サービス連携サービス連携・データ連携・ワークフロー統合

Mail

ポータルサイト

ID/PW
MFA

SSO
MFA対応
学認（SAML）
代理認証
サービス提供連携基盤

グループウェア

サービス連携LMS
GakuNin RDM

統合ストレージ

データ連携
ワークフロー連携

ファイル共有他⼤学サービス

業務サーバ
パブリック
クラウド

VDI

本⼈性・セキュリティ

ユーザ統合管理・認証連携

API・データ要件定義

アクセス制御
システムアクセス制御「認証」と「認可」
認証:
ユーザがログインできるか識別すること
通常、IDとパスワード等で識別（前回の他要素認証）
認可:
そのユーザにどのシステム（機能）を利⽤させるか決定すること
通常、認証後に⾏われる

ユーザ

認証

認可

情報
（サーバ・アプリ）

ユーザ毎に利⽤できる情報を制御

多要素認証個⼈を特定するには唯⼀性、普遍性、固有性、を持つ情報が必要
本⼈性・コスト⼤⼩固有情報を認証に使⽤A) ⽣体情報:

指紋、声紋、静脈B) 所持情報:

ICカード、トークン

C) 知識情報:

パスワード、秘密の質問「多要素認証」とはこれの組み合わせ

サービス連携・データ連携・ワークフロー統合

Mail

ポータルサイト

ID/PW
MFA

SSO
MFA対応
学認（SAML）
代理認証
サービス提供連携基盤

グループウェアLMS
GakuNin RDM
ファイル共有サービス連携統合ストレージ

データ連携
ワークフロー連携
他⼤学サービス

業務サーバ
VDI

本⼈性・セキュリティ

パブリッククラウド

⼤学におけるプライベートクラウド基盤構築
求められるもの
堅牢性と柔軟性

問題点
各システムの導⼊時期がばらばら

拡張性管理業務の効率化

システム基盤の統⼀︖

ファイル管理分散配置
27

ロードマップ
2020

2021

⼤学機構統合
2022

2023

2024

2025

2026

2027

教育イノベーションセンター
オープンイノベーションセンター

SINET 5SINET 6
基盤システム更新

第０期（準備期間）

基盤システム更新

第１期

第２期

課題
・システム基盤

・ID統合

システムのクラウド化

統合機構（新法⼈）のユーザID

クラウド共有ストレージ

統⼀ユーザアカウント

SSO・ポータルサイトデザイン

アカウント管理体制

統合機構のドメイン・業務⽀援
メールシステム統合
グループウェア統合
ソフトウェアライセンス管理

・教育⽀援
LMS・学務システム統合PC演習室の今後（遠隔講義・BYOD）

SINET6によるネットワーク強化
SINET5

北⾒ (10Gbps) 北海道2DC接続
帯広 (1Gbps)
北海道1DC接続
⼩樽 (200Mbps) 北海道1DC接続

⼩樽商科⼤

SINET6

⼩樽商科⼤北海道2DC(北⾒)

200Mbps(100Mbps x2)北海道1DC(札幌)

SINET5網(100Gbps x2)

SINET5網(100Gbps x2)

帯広畜産⼤

北海道
北⾒DC

SINET6網(400Gbps)

200Gbps

10Gbps
10Gbps

1Gbps

本州へ

北⾒ (200Gbps) 北海道 北⾒DC接続
帯広 (10Gbps) 北海道 帯広拡張DC接続
⼩樽 (10Gbps) 北海道 札幌接続

北海道
札幌DC

北⾒⼯⼤

SINET6網(400Gbps)
北⾒⼯⼤
SINET6網(400Gbps)

SINET6網(400Gbps x2)

北海道
帯広拡張DC

10Gbps
帯広畜産⼤

本州へ

センター改修

2019.7 - 2020.6

強化する機能1. 全国情報系センター向けDC化• ラック設置およびラッキング可能なサーバ室構築• 電⼦錠等の物理セキュリティ強化
2. 三⼤学連携インフラ拠点• サーバ・ストレージの共通化
3. オープン化(Science, Innovation, Education)• オープンイノベーションセンター• オープンエデュケーションスタジオ

連携教育・連携教育の実施例

32

教育イノベーションセンター（ICE）設置

数理データサイエンス教育の取り組み強化

北海道国⽴⼤学機構HPより
nuc-hokkaido.ac.jp

「距離」を克服した連携講義
2019年以前（Before COVID-19）の課題意識
リアルタイム・対⾯形式の教室間連携
離れた教室間をどのように繋ぐか︖
カメラ
マイク
スクリーン
教員PC
ストレージ

「⼤掛かりな仕掛け」が必要

「⼤掛かりな仕掛け」の例

SINET(b) 映像送受信
FW・ルータ(a) 映像撮影・加⼯
画像・⾳声制御画像加⼯

カメラ

配信サーバ

ストレージ

(d) オンデマンド配信

プロジェクタ
/モニター

受け側
教室画⾯

(c) プロジェクタ映像投影

「距離」を克服した連携講義
2020年以降（After COVID-19）でわかったこと
全員Onlineなら距離は関係ない
⼤事なのは・オンデマンド教材の整備
・教材管理・学務管理
・LMS（Learning Management System）
上記さえ整っていれば、さらなる展開が可能

数理・データサイエンス・AI教育強化拠点コンソーシアム
http://www.mi.u-tokyo.ac.jp/consortium/index.html

数理・データサイエンス・AI教育強化拠点コンソーシアム
http://www.mi.u-tokyo.ac.jp/consortium/index.html

数理データサイエンス教育の強化「データで創り出すサイエンス」をめざして

データ共有・解析・管理

ネットワークAI, プログラミング

アルゴリズムセキュリティ

新たな知⾒イノベーション創出

「数理データサイエンス概論」シラバス
授業の概要
講義室において講義形式ですすめる オンデマンド型講義
講義毎に⼩レポートを課し、期末にまとめのレポートを課す
授業の到達⽬標及びテーマ
これからの情報化社会に必要な知識および数理データサイエンスに必要な基礎知識を⾝につけることを⽬的とし以下を到達⽬標とする・コンピュータのアーキテクチャおよびアルゴリズムの概要を理解する
・ネットワークの基本的な仕組みを理解する
・情報セキュリティの重要性を理解する
・情報に関する法令遵守の体制を体得する
・数理データサイエンスに関する基礎的な数学知識を理解する

開講予定
• 第1回
• 第2回
• 第3回
• 第4回
• 第5回
• 第6回
• 第7回

コンピュータの歴史と仕組み: ⼤型計算機黎明期から現在まで・アーキテクチャ
デジタル表現: 2進数の表現と論理演算
著作権保護とリテラシー: 著作権保護の重要性と事例・情報リテラシー
セキュリティとネットワーク: ネットワークキュ
リティと事例
データと統計I: 確率・分散
データと統計II︓回帰・相関
データと統計III︓クラスタリング・深層学習

数理データサイエンス教育の地域展開（1）
北⾒⼯業⼤学から配信している数理データサイエンス教育関連科⽬
・数理データサイエンス概論
いわゆる「座学」の講義
コンピュータの仕組みからセキュリティ、ネットワーク、AIまで網羅的に解説・プログラミング⼊⾨I
Pythonの演習「反転学習」の予定で内容を構成
北⼤MDSのWeb Systemを利⽤ (mdsc.hokudai.ac.jp)

「プログラミング⼊⾨I」シラバス
授業の概要
数理データサイエンスに必要なスキルとしてPythonを⽤いたプログラミングを⾏う。Web教材による反転学習形式を取ることで限られた講義時間内での学習効果を向上させる。
授業の到達⽬標及びテーマ
Pythonで以下のプログラミングが可能となることを到達⽬標とする
基本的なプログラミング形式、変数の取り扱い、組み込み関数、メソッドの利⽤、⽐較演算・ブール演算、条件分岐、リスト、ループ講義の進め⽅「反転学習」で進める（１）北⼤MDSCのシステムで予習（２）分からないところをCoursePowerのオンデマンド教材で学習 （＋出席）（３）北⼤MDSCのシステムで課題提出

北⼤MDSCシステムの使い⽅（５）学習の進捗に合わせて課題を進める

北海道⼤学数理・データサイエンス教育研究センター
mdsc.hokudai.ac.jp

開講予定
•••
••••
••••
•••
•

第１回︓数理データサイエンスガイダンス︓講義の進め⽅、反転学習の意義、ユーザ環境の整備
第２回︓ Pythonコードの書き⽅
第３回︓ データ型
第４回︓ 変数
第５回︓ 組み込み関数
第６回︓ メソッド
第７回︓まとめ(2-6)と解説・発展I
第８回︓⽐較演算とブール演算
基本的にオンデマンド講義なので、第９回︓条件分岐順次課題を進めて構わない
第１０回︓ リスト
第１１回︓ まとめ(8-10)と解説・発展II
第１２回︓ ループその１
第１３回︓ ループその２
第１４回︓ まとめ(12-13)と解説・発展III
第１５回 ︓⾃由課題

数理データサイエンス教育の地域展開（2）
配信先・履修者累計
帯広畜産⼤学⼩樽商科⼤学

数理データサイエンス概論

33

84

プログラミング⼊⾨I

31247

三⼤学における教育連携の「取っ掛かり」としては良い線

●北⾒
●⼩樽

●帯広

数理データサイエンス教育の地域展開（3）連携⼤学以外への配信「地域のつながり」知床

東京農業⼤学
北海道オホーツクキャンパス

網⾛

本学の教員が⾮常勤講師を担当

東京農業⼤学
北海道オホーツクキャンパス

北⾒
北⾒⼯業⼤学

情報処理教育: 情報基礎（ー）
講義の⼀部を
数理データサイエンス概論の内容に

屈斜路湖

摩周湖

数理データサイエンス教育の地域展開（4）多くの⼤学への展開が可能となった理由
・COVID-19による講義のオンライン化
・オンデマンド教材の整備
・教材管理・学務管理
・LMS（Learning Management System）
この状況さえ整っていれば、さらなる展開が可能かも︖

数理データサイエンス教育の地域展開（5）
今後の課題
・受講者のレベル別の講義内容の必要性: 外国語や数学教育と同様の課題
プログラミング習熟度の違い
ITに関する知識・意識の違い
・受講環境の多様性（BYODが可能な講義形態かどうか）
いわゆる「コロナ明け」への対応
ハイフレックス対応: ⼤掛かりな装置の導⼊︖

まとめ・研究データ管理の重要性
メタデータ付与（2025年度より）オープンアクセス加速化
・認証統合・多要素認証
サービスと認証の連携・融合
より⾼度なセキュリティ対策“That's one small step for (a) man, one giant leap for mankind.”
Neil Armstrong, On the surface of the moon, 1969.