広島工業大学紀要研究編
第 ₄₇ 巻（₂₀₁₃）139 – 143論文

位置情報を用いたインターネットアクセス制御システムに関する研究
長坂康史*・谷川広和**（平成₂₄年₁₀月₃₁日受付）

A study on an Internet access control systemusing a location information
Yasushi NAGASAKA and Hirokazu TANIGAWA(Received Oct. 31, 2012)

Abstract
The Internet is used not only from the house with the desktop computer but also from everywherewith the mobile device like a smart phone. Many kinds of information are public on ser vers in theInternet. It is good to access information for us but it becomes to be difficult to find the information
which we really want. We consider the information should be controlled with the location of a client
device to solve the situation. We, therefore, proposed the communication method to transfer the locationof the client, and also developed access control system with the proposed method.
Key Words: location information, access control, communication protocol
情報を変更するサービスも存在する。しかし，この IP アド

₁ ．はじめにレスを利用した方法では，正確な位置を特定することがで近年，位置測位に関する様々な技術の研究開発が進み，きないため，広範囲のユーザーに同じ情報を提供してしま

位置情報を取得することが可能な端末が増加している。中う。さらに，高度情報化社会となった現代では，インターでも，携帯端末などのインターネットを利用することが可

ネット上に存在する WEB サイトの数も増加し情報が溢れ能な多目的な端末に実装されることが多く，これらの端末て来たことから，情報を取捨選択することが難しくなって向けにネットワークを介した様々な位置情報サービスが提きている。そのため，このような情報過多社会では，コン供されている。位置情報とネットワークを組み合わせたピュータが情報を制御し，ユーザーの欲している情報を選サービスとして，ネットワークを介したナビゲーション択して提供する必要があると考える。

サービス，位置情報を利用したコミュニティサービス，現

そこで本研究では，GPS などから割り出されるユーザー

実の映像にエアタグなどのデジタル情報を付与する拡張現の正確な位置情報を利用し，ユーザーが要求する情報に対［₁］［₂］，様々なサービしてユーザーの位置に適した情報を提供することを目的

スが存在する。近年では，これらのサービスの特長であるに，インターネット上の情報を制御するシステムに関する位置情報とネットワークを組み合わせた利用が一般的とな研究を行う。まず，位置情報を通信するためのフレーム

実，行動履歴を利用したシステムなどワークの開発を行い，そして，それを使ってインターネッりつつある。
しかし，上記で示したサービス以外の既存のサービスのトアクセス制御システムの構築を行う。

多くは，ユーザーの位置情報を活用しておらず，すべてのユーザーに同じ情報を提供している。中には，IP アドレスによって得られる位置情報をもとに，ユーザーに提供する* 広島工業大学情報学部情報工学科** 広島工業大学工学系研究科情報システム科学専攻（現株式会社大塚商会）
─ 139 ─長坂康史・谷川広和
表₁₂ ．位置情報通信フレームワーク
₂.₁

関位置情報通信フレームワーク概要

現在，位置情報を用いてクライアントサーバー間で通信を行うサービスでは，位置情報の取り扱い方法がサービス毎に異なっており，それぞれのサービス毎に通信方法を変える必要がある。しかし，これでは非効率である。そこ

位置情報通信用関数群数

引数

send_pos

int sockfd, void *buf, size_t len, int flags

recv_pos

int sockfd, void *buf, size_t len, int flags

sendto_pos

int sockfd, void * buf, size_t len, int flags, structsockaddr *dstaddr, socklen_t addr_len

recvfrom_pos

int sockfd, void * buf, size_t len, int flags, structsockaddr *srcaddr, socklen_t addr_len

で，本研究では，通信データの統一化を目的に，本システ
ムで使用する位置情報を通信するためのフレームワークについて提案する。
クライアントとサーバーの通信に位置情報を加えて送受信する方法を，本研究では位置情報通信フレームワークと呼ぶ。本研究では，位置座標取得日時データと位置座標データを，ユーザーメッセージにフッターとして付加し，そのフッターを位置情報通信フッターと呼ぶ。
₂.₂

位置情報通信フッター

位置情報通信フッターは，位置座標データ，時刻，日付，西暦情報，そして位置情報通信かどうかを判定する判定用データから構成される。図 ₁ に位置情報通信フッターを示す。位置座標取得時刻はそれぞれ，秒，分，時，日，月，年に分割して格納する。また，位置情報通信かどうかを判断するための判定用データも格納する。緯度経度の

図₂

データは，座標を使用した距離の演算などを簡単に行える

位置情報通信フレームワークの関数フローように，＂₁₃₉.₇₆₆₀₈₄”＂₃₅.₆₈₁₃₈₂”のような度表示形式と呼ばれる形式で格納する。これらのデータを格納した位置レームワークの流れを図 ₂ に示す。位置情報通信フレーム

情報通信フッターのサイズは ₂₀ Byte となる。

ワーク関数は通常の送受信関数と同じ引数や戻り値を使用することにしたため，共有メモリを使用してユーザー位置情報の受け渡しを行う。

₃ ．インターネットアクセス制御システム
₃.₁
図₁

₂.₃

システム概要インターネットシステムでは，通常，どこの場所から要位置情報通信フッター求しても，同じ URL での要求であれば同じ内容が返信され位置情報通信フレームワーク関数る。しかし，本システムでは，ユーザーの位置を利用する位置情報通信フレームワーク専用関数として，TCP および UDP 通信で利用する関数を開発した。TCP 通信で利用ことで，例えば，同じ index.html の要求に対して，異なる内容の index.html を返信する。

する送信用関数を send_pos（），受信用関数を recv_pos（），本システムは，クライアント端末，プロキシサーバー，また，UDP 通信で利用する送信用関数を sendto_pos（），まデータベース，WEB サーバーの ₄ つの部分で構成されるた，受信用関数を recvfrom_pos（）とした。表 ₁ にこれらの（図 ₃ ）。本システムでは，例えば，図 ₃ に示す P₁という場関数の引数を示す。これらの関数の引数と戻り値は，一般

所で index.html を WEB サーバーに要求すると，プロキシ的なソケット通信で使用される send 関数や recv 関数，サーバーがその要求を中継する時に要求メッセージを P₁のsendto 関数や recvfrom 関数と同じである。そのため，ユー場所に適したデータ pos.html に変換し，WEB サーバーにザーはいままでの関数と同じ使い方で位置情報の通信が利その変換された要求メッセージを送信する。本研究では，用できる。

図 ₃ に示す円の中心点 P₁をアクセス制御領域中心点と呼次に send_pos（），recv_pos（）を使用した位置情報通信フ

び，その点を中心とした半径 r もしくは半径 r＇ から成る円

─ 140 ─

位置情報を用いたインターネットアクセス制御システムに関する研究

html＂ を抽出し，これらをキーワードにデータベース検索を行う。
データベースの検索結果は，アクセス制御領域中心点，アクセス制御領域，ユーザーメッセージを書き換えるためのホストネームとパスのそれぞれを返す。検索ワードがテーブルに存在しない場合は，クライアントから送られてきたユーザー要求メッセージをそのまま WEB サーバーに送信する。検索ワードがテーブルに存在する場合は，ユー
図₃

ザーの位置座標とデータベースに登録してあるアクセス制システム構成図

御領域中心点との距離を計算する。この距離がアクセス制御領域内であれば，アクセス制御領域に対応したメッセーの内側の領域をアクセス制御領域と呼ぶ。図に示すようジ書き換え用のホストネームとパスを用いて，ユーザーに， ₁ つのアクセス制御領域中心点に対し，半径を指定すメッセージの書き換えを行う。プロキシサーバーは最後にることで，複数のアクセス制御領域を定義することができ

WEB サーバーとデータの送受信を行う。ユーザー位置とアる。

クセス制御領域中心点との距離がアクセス制御領域の範囲

プロキシサーバーとクライアントは位置情報通信フレー

外である場合は，クライアントから送られてきたユーザームワークを用いることで，クライアントの位置の情報を取メッセージをそのまま WEB サーバーに送信する。これら得し，インターネットアクセス制御を行う。プロキシサーの動作を示したフローチャートを図 ₅ に示す。

バーはクライアントから送られたデータを位置情報と要求

図に示すとおり，プロキシサーバーは，ユーザー位置とメッセージとに分け，分けられた要求メッセージの中からデータベース内に登録してあるアクセス制御領域中心点とデータベース検索キーワードを抽出する。この検索キーの距離を計算する。本システムの距離の計算には，地球上ワードより，データベース検索を行い，検索結果から，の球面の曲率を考慮した距離の計算式である Hubeny の公

ユーザーメッセージを書き換え，WEB サーバーとデータの式を用いる。Hubeny の公式を式（₁）に示す。

送受信を行う。クライアントは WEB サーバーから送られる WEB ページの情報を，プロキシサーバーを介して受信する。これらの流れを図 ₄ に示す。

図₄₃.₂

d = ( d y × M )2 + ( d x × N × cosµ y )2（₁）

ここで，dx，dy はそれぞれ ₂ 地点の経度差，緯度差，μ y

アクセス制御システムのシーケンス図

プロキシサーバー

プロキシサーバーはクライアントから送らてくる位置情報通信のデータ処理を行い，ユーザーの位置情報に適したデータを WEB サーバーに転送する。クライアントから送られてきたデータは受信後ユーザー要求メッセージと位置情報とに分割される。ユーザー要求メッセージには，＂GET/index.html HTTP/₁.₁ HOST: example.com＂ のように WEBサーバーのホストネームとパスが含まれているため，要求メッセージからホストネーム ＂example.com＂ とパス ＂/index.
─ 141 ─図₅

プロキシサーバーでの処理の流れ長坂康史・谷川広和

は ₂ 地点の緯度の平均，M，N はそれぞれ子午線曲率半径，卯酉線曲率半径である。

₄ ．性能評価
位置情報通信を用いたインターネットアクセス制御シス
テムについての性能を評価するために，位置情報通信とインターネットアクセス制御システムの性能評価試験を行なった。
₄.₁

位置情報通信フレームワーク評価

位置情報通信フレームワークについての性能評価を行う

図₇

通信処理時間ため，通常通信の送受信にかかる通信処理時間と位置情報通信フレームワークの送受信にかかる通信処理時間の比較実用可能であると言える。

を行い，位置情報通信フレームワークのオーバーヘッドを測定した。オーバーヘッドの測定を行うため，通常通信の₄.₂

インターネットアクセス制御システム評価

TCP 通信用ソケット関数 send，recv と位置情報通信の TCP

位置情報通信フレームワークを用いたインターネットア通信用ソケット関数 send_pos，recv_pos のそれぞれの関数

クセス制御システムについての性能を評価するため，通常についての速度の比較を行った。今回は位置情報通信フの HTTP 通信にかかる通信処理時間と HTTP 位置情報通信

レームワークの通信時間を評価するため，位置情報の取得フレームワークを用いたインターネットアクセス制御シス時間を計測に含まない。そのため，あらかじめ用意した位テムにかかる通信処理時間の比較を行った。システム全体

置情報データを用いて計測を行う。計測の流れを図 ₆ に示を比較するために，クライアントの起動からデータを受信す。

してクライアントが終了するまでの時間をそれぞれ計測した。それぞれの計測の流れを図 ₈ に示す。また，それぞれの処理を₁₀₀₀回行い，その平均時間を求めた結果を図 ₉ に示す。今回はデータベースのレコード件数に₁₀₀₀件のデータを登録して評価試験を行った。

図₆

位置情報通信フレームワーク評価試験フロー

クライアントがデータを送信してから受信し終えるまでの時間を計り，結果の値を ₂ 分割したものを ₁ 回の送受信にかかる通信処理時間とした。これらの処理を₁₀₀₀回行い，その平均時間を求めた結果を図 ₇ に示す。
位置情報通信フレームワークによる通信と通常通信との差は₁ KB 未満の場合，₀.₁ ms 以下でほぼ一定であった。

図₈

また，₁ KB を超えるパケットサイズの場合，オーバーヘッ

システム評価シーケンス図ドの増加が見られた。本研究は位置情報通信フレームワー

図 ₉ の ＂normal＂，＂pos＂，＂pos_c＂ はそれぞれ，通常通信，クにおける大容量通信を想定していない。さらに，パケッ

位置情報通信を用いたインターネットアクセス制御システ

トサイズが ₁ KB までは，₀.₁ ms 以下で一定であった。人ム，インターネットアクセス制御システムが使用するデー［₃］

タベースにクエリキャッシュ設定を与えた通信を示す。

なため，人間はこれらの違いを見分けることができないと＂normal＂ と ＂pos＂ の通信時間の差は約 ₃ ms であり，＂normal＂考えられる。そのため，位置情報通信フレームワークは，と ＂pos_c＂ との差は ₁ ms であった。これらの差は，人が認が音などに反応するには，少なくとも ₁₀₀ ms 以上必要─ 142 ─

位置情報を用いたインターネットアクセス制御システムに関する研究定を与えた場合で約 ₁ msec であった。これらは，人が認識できる時間の限界以下であるため，位置情報通信とインターネットアクセス制御システムは，実践で使用することが可能であると考える。
これらのことより，本研究で提案した位置情報通信を用いたインターネットアクセス制御システムは，ユーザーの位置と要求メッセージからユーザーに最適な情報を提供するための基盤となると言える。
図₉

文

システム通信処理時間

献［ ₁ ］田島孝治，安藤公彦，大島浩太，寺田松昭，“行動履識できる反応時間の限界以下であるため，インターネット歴に基づく予測型情報提示システム「水晶珠」の試アクセス制御システムは，実用可能であるといえる。

作”，電子情報通信学会論文誌 B, Vol. J₉₂-B. No.₇
（₂₀₀₉）.

₅ ．まとめ［ ₂ ］竹内雄一郎，杉本雅則，“位置情報履歴を利用したユーザアダプティブな街案内システム”，電子情報通本研究では，情報過多な現代において，ユーザーの行う情報の取捨選択を補助することを目的に，ユーザーの位置信学会論文誌 D, Vol. J₉₀-D, No. ₁₁（₂₀₀₇）.

情報を利用し，ユーザーが要求している情報に適した情報［ ₃ ］R. DUNCAN LUCE ＂Response Times: Their Role inを提供するインターネットアクセス制御システムに関するInferring Elementary Mental Organization＂ New York:研究を行った。

Oxford University Press（₁₉₈₆）.

また，本研究で提案した位置情報通信フレームワークに［ ₄ ］谷川広和，長坂康史，“アクセス制限を可能にする位ついての性能評価の結果，そのオーバーヘッドは ₁ KB ま

置情報通信プロトコルに関する研究”，FIT₂₀₁₁第₁₀でで，約 ₀.₁ msec であった。また，インターネットアク.
回情報科学技術フォーラム（₂₀₁₁）

セス制御システムのオーバーヘッドはクエリキャッシュ設─ 143 ─