Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−3

安心・安全に情報をやりとりできる
ネットワークセキュリティの研究開発を推進高橋 幸雄（たかはし ゆきお）

ネットワークセキュリティ研究所
研究所長

出身は島根県の西の端、益田市の中国山脈を見渡せる周りに誰もいない星のきれいな田舎で育ちました。
1982 年京都大学理学部（修士）を卒業し、郵政省電波研究所（現 NICT）に入所しました。
VLBIと呼ばれる電波望遠鏡を使ったプレー
ト運動、
日本等の位置の基準、さらには天文の研究を行い、また、日本の標準時のもとになる日本標準時、さらには位置
認証の研究を実施してきました。2008 年情報セキュリティ
大学院大学で学位（情報学）を取得しました。毎週自転車の遠乗りとジョギングとお酒を楽しんでいます。

「情 報通信社会の中で大きな脅威となっているサイバー攻撃時のセキュリ
ティの課題に関して、安心・安全な情報をやり取りできるように、ネット
ワークセキュリティの研究開発を推進しています。
」

068

はじめに

ネットワークセキュリティ研究所の目指すもの

今やインターネットに代表される情報通信ネット

ネットワークセキュリティ研究所では、誰もがワークは、生活において不可欠なライフラインの1つ

安心・安 全に通信を行うことが できるように、になっており、またクラウドやスマートフォンなど新し

NICT の中立性を活用し、サイバー攻撃に対抗す

い技術により大きな変革を迎えています。その中で、るための理論と実践を融合させたネットワークセ

サイバー攻撃は、DDoS 攻撃や、標的型・APT 攻撃、

キュリティの研究開発を実施し、世界的な研究拠Web、SNS、メールを介した攻撃など、多種多様で点になることを目指しています。

かつ極めて巧妙になってきており、大きな脅威とな

サイバー攻撃は、多くの場合、ウィルス、ワーム、るとともに、防御や対策が難しくなってきています。

ボット等の総称である“マルウェア”によって引きサイバー攻撃は、金銭目的や主義主張、さらには国起こされており、日夜新種の攻撃が出現していま

家的な紛争・脅威にも使われ、オールジャパンあるす。そのため、日々の攻撃に対応を行う“現在志いは国際連携で協力して対抗する必要があります。

向”の実践的研究開発と、中長期的視点で攻撃光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

図

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

ネットワークセキュリティ研究所の3つの研究課題

両輪で推進し、攻撃側優位の現状から防御側優要求に応じたセキュリティが確保できるアーキテク位にしていきたいと考えています。

チャ技術の研究開発を実施しています。多様化したネットワーク環境では、インターネットのようなネットワークセキュリティ研究所の研究開発について

一様なネットワーク、一様なセキュリティでは対応できなくなり、安全性も不十分となってしまいます。

リティアーキテクチャ技術、セキュリティ基盤技

テムに対応可能な過不足のない脆弱性管理、大規術の研究開発を、三位一体で実施しながら、ネッ

模認証などが行えるセキュアな新しいネットワーク

トワークセキュリティの研究を推進しています。

を実現するための技術開発を行っていきます。

リアルタイムで把握し適切な対応を実施するため

極めて安全性が高い量子セキュリティ技術や、既観測・分析・対策技術の研究開発を行うとともに、存の現代暗号よりも遥かに安全性が高く超高速の攻撃の前兆を捕えて予防を行うための基盤技術

量子計算機が実現しても安全な長期間利用可能を確立し、攻撃者にとって抑止力となる実践的かな新しい暗号技術を開発していきます。また、電子

つ先行的対策を可能にしていきます。また、Web、

政府推奨暗号リストの維持等への貢献など、暗号

SNS、スパムメール等のサービスレイヤでのサイの安全性に関する研究や活動を行っていきます。

I
C
T

基盤技術

セキュリティ基盤技術では、盗聴検知が可能で

Ⅲ 未来

サイバーセキュリティ技術では、サイバー攻撃を

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

そのため、サイバー攻撃の回避、複雑度の高いシスⅡ

当研究所は、サイバーセキュリティ技術、セキュⅠ−４

ネットワーク環境や利用環境に対応し、利用者の新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術をしにくくする“未来志向”の先進的研究開発のバー攻撃や標的型攻撃に対応した観測・分析・対
おわりにⅣ 電磁波センシング基盤技術

策の技術開発を進めていきます。さらに、得られたマルウェアや攻撃トラフィックのデータを、研究や人材育成に役立てることで、日本のセキュリティ
技術のポテンシャル向上に貢献していきます。
セキュリティアーキテクチャ技術では、クラウド
やモバイル技術の急速な発展による多様化した研究の成果展開や社会貢献を積極的に行い、国内外の研究機関等とも連携し、国民誰もが安心・安全に情報通信を行うことができるように研究開発を進めて参ります。

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069

Ⅰ
インシデント分析センタ ー／中尾 康二・井上 大介

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ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

インシデント分析センター
nicter－世界最先端のサイバーセキュリティ技術の研究開発－「n i c t e r は進 化 型 のセキュリティ	フレームワーク。日本の、そして世界のセキュリティを向 上させるため、
	実践的なサイバーセキュリティ技術の研究開発を行っています。」

中尾 康二（なかお こうじ）

井上 大介（いのうえ だいすけ）

1979 年早稲田大学卒業後、国際電信電話株式会社に入社。KDD 研究所を経て、現在 KDDI 情報セキュ
リティフェロー、及び NICT ネットワークセキュリティ
研究所 主管研究員兼務。ネットワーク及びシステムを中心とした情報セキュリティ技術に関わる技術開発に従事。

2003 年横浜国立大学大学院工学研究科博士課程後期修了後、独立行政法人通信総合研究所（現 NICT）に入所。2006 年よりnicter の研究開発に従事。現在ネットワークセキュリティ研究所
サイバーセキュリティ研究室 室長と、ネットワーク研究本部 ネット
ワークシステム総合研究室 研究マネージャーを兼務。博士（工学）。
SF 小説や SF 映画、テクノ、ハウス、エレクトロがエネルギー源。

ネットワークセキュリティ研究所
主管研究員

070

ネットワークセキュリティ研究所
サイバーセキュリティ研究室 室長

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

Ⅰ−４


nicterの全体像

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

図1

はじめに

研究所サイバーセキュリティ研究室では、インシデント分析センター nicter＊3 の研究開発を進め

インターネットは私たちの社会活動や経済活動

ています。

Ⅱ

前の時代にはもはや逆戻りできない不可逆的変ユニバーサルコミュニケーション基盤技術に多大な恩恵をもたらし、インターネット普及以インシデント分析センター nicter

化を現代社会の隅々にまで及ぼしています。一方、るサイバー攻撃の脅威も拡大の一途を辿っていま的な活動傾向をリアルタイムに把握し、それに起す。サイバー攻撃は人間であるクラッカー が引因したサイバー攻撃の早期発見、原因究明、対策

き起こすものですが、そのツールとして使われる導出を可能にするため、マクロ解析システム、ミのがマルウェア

と呼ばれる不正なプログラムでクロ解析システム、相関分析システム、インシデ

す。90 年代前半までマルウェアは愉快犯もしくはントハンドリングシステムの 4 つのサブシステム

自己顕示を目的として作成・流布されることが多から構成されています（図 1）。以下では、これらかったのですが、90 年代後半以降は金銭詐取をのサブシステムの概要を紹介します。

＊1

＊2

I
C
T

基盤技術

nicter はリモート感染型マルウェア＊4 の世界

Ⅲ 未来

その発展と同調するように、インターネットにおけ始め、高度化・巧妙化が急速に進んでいます。

● マクロ解析システム

このような、マルウェアに起因するサイバー攻

マクロ解析システムでは、国内外の複数地点に撃に対抗するために、ネットワークセキュリティ

観測用のセンサを設置し、「未使用」の IP アドレス

＊1 悪意を持ってハッキング行為を行う者。
＊2 ウ ィルス、ワーム、トロイの木馬、スパイウェア、ボットなど情報漏えいやデー＊3 N
 etwork Incident analysis Center for Tactical Emergency Response.
＊4 ネ ットワークを経由して能動的に攻撃を行うことで感染を広げるタイプのタ破壊、他のコンピュータへの感染など有害な活動を行うソフトウェアの総称。
“malicious”と“software”
を組み合わせた造語。

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術目的とした組織的な犯罪のツールとして利用されマルウェア。最近では 2008 年 11 月に感染爆発を起こした Conficker や、
2011 年 8 月から増加傾向が確認されている Morto などが有名。

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071

Ⅰ
インシデント分析センタ ー
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ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

を大量＊5 に観測しています。本来、未使用の IPています。また、マウス操作による視点の変アドレスに対して通信は成立し得ませんが、実際

更や拡大縮小、パケットオブジェクトのクリッに観測してみると相当数のパケットが届きます。

クによる詳細情報の表示など、分析者のイン

これらの大部分は、マルウェアが次の感染対象

タラクティブな操作が可能です。

を探すためのスキャンや、マルウェア同士が P2P
ネットワークを確立するためのランデブー用の通（2）Cube／中尾 康二・井上 大介

信など、マルウェアに起因したパケットなのです。

 Cube（図 3）は、ダークネットに到達したパ

したがって、未使用の IPアドレス
（以下、
ダークネッ

ケットを、その送信元と宛先の各種情報に基ト）を観測・分析することによって、インターネッ

づいて、三次元空間に浮かぶ立方体中にアニトにおけるセキュリティインシデントの一大要因

メーション表示する可視化エンジンです。立となっているマルウェアの活動傾向を捉えること

方体の縦軸に送 信元 / 宛先 IP アドレスを、が可能になります。以下、マクロ解析システムに横軸に送信元 / 宛先ポート番号を取り、送信含まれる可視化エンジンについて概説します。

元（図 3 の左平面）から宛先（図 3 の右平面）に向けてパケットを通過させることで、マル（1）Atlas

ウェアによるスキャンの形状などが可視化さ Atlas（図 2）は、ダークネットに流れ込むト

れます。Cube は Atlas と同様、マウス操作

ラフィック（以下、ダークネットトラフィック）

による視点の変更や拡大・縮小、パケットのを世界地図上でリアルタイムにアニメーショ

詳細情報などを表示でき、送信元ホストからン表示する可視化エンジンです。ダークネッの攻撃の様子をリアルタイムに把握すること

トに到着したパケットの 1 つ 1 つについて、が可能です。

送信元 IP アドレスから送信元の緯度・経度を割り出し＊6、その送信地点から宛先 IP アド
レスが属する国の首都に向けてパケットが飛来する様子をアニメーション表示することで、世界的なマルウェアの活動傾向を直感的に把握することができます。各パケットの色はパケットの種別＊7 を表し、パケットの軌道の

図2

高さはポート番号の大きさに比例
（対数軸）
し

図3

Cube

Atlas

図4

Tiles

＊5 2012 年 3 月末現在で約 19 万の IPv4 アドレス。
＊6 IP アドレスと緯度・経 度のマッピングは MaxMind 社の GeoIP City
Database を利用

072

＊7 青
 : TCP SYN、黄 : TCP SYN-ACK、緑 : TCP ACK、桃色 : TCP FIN、紫 :TCP RST、橙 : TCP PUSH、水色 : TCP OTHER、赤 : UDP、白 : ICMP
（後述の Cube、Tiles における色も同様）

析に対抗するため、自己の周囲のネットワーク環境

送信元ホストごとにスライスし、各ホストの検知すると実行停止や自己消去を行なうなどの解短期間（30 秒間）の挙動を分析・可視化する

析回避機能を持っています。そのため、nicter の動エンジンです。図 4 の小さなタイルの 1 つ 1的解析エンジンは、サンドボックス内に DNS サー

つが送信元ホストごとの挙動を表しており、

バや Web サーバなど多数のダミーサーバからな

最新の分析結果に随時更新されていきます。

るインターネットエミュレータを配置することで、マ

タイルの裏側は送信元ホストが属する国の国

ルウェアの解析回避機能を無効化しています。ま旗が示されています。1 つのタイルは、パケッ

た、マルウェアが解析回避のために行う仮想マシン

トの時刻、送信元 / 宛先ポート番号、宛先検出に対抗するため、マルウェアを実行する犠牲ホ

IP アドレスを用いて可視化および分類されまストは OS 自動復元機構を持った実マシンによっす。この分類の履歴を蓄積することによって、て構成されています。

ターンであるのか、あるいは新規のスキャン

果、犠牲ホストからは API ログが、インターネット

パターンであるのかをリアルタイムに判定す

エミュレータからはサーバログが出力され、それることが可能となります。

らのログからマルウェアの挙動が抽出できます。

マクロ解析システムでは前述の可視化・分析エ

加えて、犠牲ホストとインターネットエミュレー

ンジンに加えて、図 1 上部に示すような各種分析

タの間で観測されるパケットデータに含まれるス

エンジンの研究開発を行っています。

キャンが、後述する相関分析の鍵となります。
動的解析エンジンは 1 検体あたり 6 ～ 9 分の● ミクロ解析システム

高速な解析を実現し、さらに解析の並列化により1 日あたり最大 7,000 検体の解析が可能となってユニバーサルコミュニケーション基盤技術

囮サーバやWebサイトの巡回を行うWebクロー

Ⅱ

ミクロ解析システムは、ハニーポットと呼ばれる

おとり

Ⅰ−４


このようなサンドボックス内での動的解析の結Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

ある送信元ホストの挙動が既知のスキャンパ

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術を調査して、自己がサンドボックス内にいることをワイヤレスネットワーク技術

 Tiles（図 4）はダークネットトラフィックを

Ⅰ−１
光ネットワーク技術

（3）
Tiles

います＊9。

ラなどでマルウェアの検体を捕獲し、その検体を自動解析するシステ
ムです。以下、ミクロ解析システムに含まれる動的解析エンジン
（図5）

Ⅲ 未来

について概説します。
リアル空間においてウィルスをシャーレで培養して観察するように、

基盤技術

I
C
T

動的解析はマルウェアをサンドボック
スと呼ばれる箱庭環境で実行し、そⅣ 電磁波センシング基盤技術の際にマルウェアが使用した API＊8
やネットワークアクセスなどの挙動を解析する手法です。ところが、近年の高度化されたマルウェアは動的解

図5

マルウェア動的解析エンジン＊8 A
 pplication Program Interface.
＊9 2012 年 3 月末現在。

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073

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

インシデント分析センタ ー／中尾 康二・井上 大介

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図6

相関分析結果の可視化

ミクロ解析システムでは、前述の動的解析エン

図 6 は可視化エンジン Atlas 上で相関分析結ジンに加えて、図 1下部に示すような各種解析エン果を可視化したものです。各パケットオブジェク

ジンの研究開発を行っています。

トの上方に、相関分析の結果、第一候補として挙げられたマルウェア名を表示しています。また、● 相関分析システム

パケットの詳細情報の中にもマルウェア名（図 6

相関分析システムは、マクロ解析システムにおの 例では w32.downadup.b）を表 示していまいて観測されたマルウェアからのスキャンを各種す。さらに、相関分析の結果を累計することで、の特徴によってプロファイリングし、ミクロ解

マルウェアの世界的な活動傾向を把握すること析システムにおいてマルウェアから抽出されたスが可能となります。図 6 の左下のボックスは、相キャンのプロファイルとの照合を行い、類似した

関分析結果（マルウェア名ごとのユニークホスト

プロファイルを持つマルウェアの候補を探し出し数）の累計を表しており、2011 年時点で 70%をます。つまり、
マクロ解析システムで捉えた「現象」

超えるホストが w32.downadup.b（あるいはそ（サイバー攻撃）と、ミクロ解析システムで蓄積しれと同様のスキャンエンジンを持つマルウェア）

た「原因」（マルウェア）とを結びつける答え合わせに感染しているものと自動推定しています。

＊10のシステムです。マクロ解析結果とミクロ解析結
果はマルウェア情報プール（MNOP: Malware
kNOwledge Pool）に蓄積されるとともに、相インシデントハンドリングシステムは、マクロ

関分析エンジンによってリアルタイムに照合が行

解析、ミクロ解析、相関分析の各サブシステムかわれます。

らの出力を集約・蓄積し、インシデント発生時の＊10 パ
 ケットのプロトコル、TCP フラグ、送信元ポート番号およびその変化、宛先ポートのセット、宛先 IP アドレスの遷移（シーケンシャル / ランダム）、
単位時間あたりのパケット数、ペイロード長など。

074● インシデントハンドリングシステム

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

データ管理や、その再現を可能にしま す。また、DAEDALUS ＊11 はnicter の大規模ダークネット観測網を応用したアラートシステムです。以下、DAEDALUS について概ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

説します。
従 来 のダークネット観 測は組織外からダークネットに飛来するパケットを観 測 する、つまり“外から内”へ の 異 常 な通 信 を収 集

図7

DAEDALUSの可視化エンジン

Ⅰ−３
ネットワークセキュリティ技術するという考え 方 でした。一方、
DAEDALUS は組織内から送出されたパケットを分散配置されたダークネットで観まとめと今後の課題

測する、つまり“内から外”（または内から内）へのしたダークネットの活用法に基づいています。換

見、原因究明、対策導出を目的としたインシデン

言すると、DAEDALUS は組織内で起こったマル

ト分析センター nicter について概説しました。

ウェア感染などをダークネットによって検知し、nicter の研究開発によって、ネットワーク経由で該当する組織にアラートを自動送信することで、感染を広げるリモート感染型マルウェアの大局

ダークネット観測をサーバやホストが存在するラ的な活動傾向の把握と迅速な原因究明が可能と

イブネットの保護に活かすシステムです。

なり、その分析結果の一部は nicterWeb＊12 と中央の球体がインターネット、その周りを周回しnicter の大規模ダークネット観測網を応用したている各リングが、nicter のセンサを設置してアラートシステム DAEDALUS の外部展開など、いる各組織のネットワークを表しています。球

研究成果の社会還元を推進しています。
ネットにおける脅威は日々進化しており、Web をリングの水色の部分がライブネット、濃紺の部媒体とした攻撃手法（ドライブ・バイ・ダウンロー分がダークネットであり、リングの外周の
「警」の

ド攻撃）
や、SNS を媒介したマルウェア、特定の組

マークは組織内でアラートの原因となった送信織を狙った標的型攻撃など、これまでの nicter

元ホストを指し示しています。この可視化エンジの仕組みでは捉えられない新たな脅威が生まれてン上でのアラート表示と同時に、該当組織にはきています。今後も、このような新たな脅威に対メールベースのアラートが自動送信され、実際抗可能な実践的研究開発を推進するとともに、攻のセキュリティオペレーションのトリガとして活撃者側が圧倒的に有利な現在の状況を一変させ用されています。

得る根源的なセキュリティ技術の研究開発を、産I
CT

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

トはダークネットトラフィックを表しています。

基盤技術

一方、本稿の冒頭でも述べたように、インターⅢ 未来

体とリングの間を飛び交う流星状のオブジェク

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術いうサイトから一般公開を行っています。また、

Ⅱ

図 7 は DAEDALUS の可視化エンジンです。

Ⅰ−４

本稿では、セキュリティインシデントの早期発

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

異常な通信を網にかけるという、従来とは逆転

学官の連携の下に取り組んでいきます。
＊11 D
 irect Alert Environment for Darknet And Livenet Unified Security.
＊12 h ttp://www.nicter.jp/௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

075

Ⅰ
ネットワークリアルタイ ム 可 視 化 シ ス テ ム

３. ネットワークセキュリティ技術

ネットワークリアルタイム
可視化システムNIRVANA－トラフィックの「今この瞬間」を描き出すネットワーク管理支援ツール－／井上 大介・衛藤 将史

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N
A

ネットワーク基盤技術「複雑化するネットワークを見える化し、ネットワーク管理を『苦しみのない世界』に。NIRVANA は nicter からスピンオフした強力なネットワーク
管理支援ツールです。」

井上 大介（いのうえ だいすけ）

衛藤 将史（えとう まさし）

2003 年横浜国立大学大学院工学研究科博士課程後期修了後、独立行政法人通信総合研究所（現 NICT）に入所。2006 年よりnicter の研究開発に従事。現在ネットワークセキュリティ研究所
サイバーセキュリティ研究室 室長と、ネットワーク研究本部 ネッ
トワークシステム総合研究室 研究マネージャーを兼務。博士（工学）。サッカーアルゼンチン代表と S.S. ラツィオがエネルギー源。

2005 年、NICT 入所。以来、nicter プロジェ
クトや IPv6 セキュリティなど、情報通信セキュ
リティ技術の研究開発に従事。nicter プロジェ
クトでは主に次世代型サイバー攻撃観測プラッ
トフォームの研究に取り組む。博士（工学）。

ネットワークセキュリティ研究所
サイバーセキュリティ研究室 室長

076

ネットワークセキュリティ研究所
サイバーセキュリティ研究室 主任研究員

アドレス
（以下、
ダークネット）の大規模観測を行っ

Ⅰ−１
光ネットワーク技術はじめにています。ダークネットにはマルウェアが次の感染対象を探すためのスキャンなど、不正なトラらされ、地 球 上のどこかに蓄 積された膨大な

フィック（以下、ダークネットトラフィック）が大量

データにハンドヘルドデバイスやタブレットコに届きます。nicter では、ダークネットトラフィッ

ンピュータからアクセスし、海外にいる同僚とクを自動分析すると同時にリアルタイムに可視化

リアルタイムにビデオ会議をする…。私たち 21

し、迅速なセキュリティオペレーションを実現す

世紀初頭の人類を取り巻く通信環境は、スターるための研究開発を行っています。
この nicter のダークネットトラフィック向けに氏の豊かな空想をも上回るスピードで進化を続開発した可視化技術を、ライブネットトラフィッ

けているようです（もちろん亜空間通信はまだク（ユーザ 端末やサーバ等が接続された実ネッ

実現していませんが）。しかしながら、その通信トワークを流れる通信）に応用し、強力なネット

環境を支えるネットワークの管理は、エンター

ワーク管理支援ツールとしてスピンオフしたシス

プライズ号の艦内のようにコンピュータ任せとテムが NIRVANA なのです。

Ⅰ−３
ネットワークセキュリティ技術

トレックの生みの親、ジーン・ロッデンベリー

Ⅰ−２
ワイヤレスネットワーク技術

ネットワークが生活空間の隅々にまで張り巡はいかず、現代のネットワーク管理者達を悩ま
NIRVANA のシステム構成

せ続けています。

とともに複雑化するネットワーク管理の負荷をフィックを収集するセンサシステム、収集したト軽減するために、ネットワークリアルタイム可視

ラフィックを集約するゲートシステム、集約されの開発を行っています。

たトラフィックを視覚化する可視化システムといNIRVANA は、ネットワークを流れるトラフィッ

う 3 つのサブシステムからなります（図 1）。これ

クをリアルタイムに可視化することで、ネットワー

は、nicter のダークネット観測システムから継承

クの疎通確認や障害検知、輻輳の把握や設定ミしたシステム構成です。

化システム NIRVANAのネットワーク管理の効率を劇的に向上させる

らポートミラーリングやネットワークタップによっ

支援ツールです。そして、その可視化の仕組みは、て複製・分岐されたライブネットトラフィックを同研究室で研究開発を進めているインシデント

入力します。また、sFlow＊2 によってサンプリン

分析センター nicter で培ってきた技術群を応用グされた情報を入力することもでき、組織のネッしたものです。

トワーク環境に応じた柔軟な観測方法を選択可

I
C
T

基盤技術

センサシステムには、観測対象ネットワークかⅢ 未来

スの検出などを迅速に行うことを可能にし、組織

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

NIRVANA は、観測対象ネットワークからトラⅡ

バーセキュリティ研究室では、通信環境の進化＊1

Ⅰ−４
新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

そこで、ネットワークセキュリティ研究所サイ

能です。センサシステムは観測対象ネットワーク
ダークネットからライブネットへに複数設置できるため、例えば、組織のネット

インシデント分析センター nicter は、サイバーも対応できます。

攻撃の発生を早急に把握するために、インターゲートシステムは、
センサシステムにおいてパケッ

ネット上に複数のセンサを設置し、未使用の IP

トサマリデータ＊3 に変換されたライブネットトラ＊1 nicter real-network visual analyzer＊2 高 速・大容量化したネットワーク管理の効率化を可能にする、ネットワー＊3 パ
 ケットをネットワーク層とトランスポート層のヘッダ情報と、アプリケー

クスイッチ等における情報収集技術のインターネット標準（RFC 3176）。

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

ワークが日本各地に分散しているような場合にション層のハッシュ値に圧縮したデータ。ライブネットトラフィックに比べ、大幅なデータ量の削減が可能。

௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

077

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

ネットワークリアルタイ ム 可 視 化 シ ス テ ム
N
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A
N
A

N
 IRVANA によるライブネットの可視化
NIRVANA の 可 視 化 シス テム
は、
リアルタイム性、
インタラクティブ性、カスタマイズ性を重視して設計・開発されています。リアル
タイムに可視化されたライブネッ
トトラフィックは、ネットワーク
管理者の操作によってインタラク／井上 大介・衛藤 将史

図1

ティブに拡大縮小や視点切替え、

NIRVANAのシステム構成

一時停止、詳細情報の表示などが行えます。また、3D オブジェクトの形状や色、軌道の高度、スピードなど多岐に渡るパラメータをカ
スタマイズ可能です。さらに、フィルタリング機能も充実しており、
送信元 / 宛先 IP アドレスやプロト
コル、ポート番号、センサシステムの ID などによってトラフィックの

図2 NIRVANAによるライブネットトラフィックの可視化（パケットモード）＊4

フィルタリングが可能です。
NIRVANA にはパケットモードとフィックを集約し、可視化システムに向けてマルチ

フローモードという2つのモードがあります。
パケッ

キャストします。組織のネットワーク規模に応じて、トモードは、ライブネットトラフィックをパケット単ゲートシステムを複数設置することも可能です。

位で可視化するモードであり、ネットワークの疎通

可視化システムは、ゲートシステムからマルチ

確認や、経路の障害検知などに威力を発揮します。

キャストされたパケットサマリデータを受信し、リ

図 2 は、Interop Tokyo ＊6 2011 の展示会場ネッ

アルタイムに 3D アニメーション表示します。可視に NIRVANA を導入し、パトワーク「ShowNet ＊7 」

化に必要な情報はマルチキャストされていますの

ケットモードでトラフィックを可視化したものです。

で、ネットワーク管理者が複数いるような場合で各パケット（ロケット）の色はパケットの種別＊ 8 を表も、可視化システムのハードウェアを追加してマル

し、パケットの軌道の高さはポート番号の大きさにチキャストを受信すれば、多地点でのモニタリング

比例
（対数軸）
しています。また、図右上の赤色のウが可能になります。可視化システムは単体動作さインドウには、選択されたパケットの詳細情報が表せることも可能であり、ローカルに保存した PCAP

示されています。パケットはルータをホップするよ

ファイルを再生して可視化することができます。

うに流れていきますが、これには OSPF＊9 によって＊4 C
 opyright (c) Interop Tokyo 2011 NOC Team Member and＊6 例
 年、数百の出展社が最新のネットワーク機器やソリューションを展示し、

＊5

＊5

078

NANO OPT Media, Inc. All rights reserved.
ネットワーク上を流れるパケット情報を保存するためのファイル形式。
多くのネットワーク管理ツール（tcpdump、Wireshark 等）
で利用されています。

＊7

同時に多数の講演やコンファレンス等が開催される、ネットワーク分野における世界最大規模のイベント。
国内外のネットワークベンダが世界最先端のネットワーク機器を結集して構築する、Interop の心臓部とも言える展示会場全体のネットワーク。

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

定期的に取得したルーティングテー
ブルを利用しており、パケットの送信元 / 宛先 IP アドレスの組からその経路を決定しています。
そのため、観測中に経路の変更が起こった場

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

合でも動的に追従可能です。
一方、フローモードはトラフィッ
クの流量を直感的に把握するためのモードです。フローモードではネットワーク機器間のトラフィッ

図3 NIRVANAによるライブネットトラフィックの可視化（フローモード）＊10

ク量を表現するためにリボン状のネットワークセキュリティ技術

曲線を用い、その高さや太さ、色によって相対

Ⅰ−３

まとめ

的な流 量を表しています。図 3 は「ShowNet」の基幹ルータ間のホップが赤いリボンで表現さグの普及などにより、ますます複雑化するネットれており、この機器間を流れるトラフィック量がワーク管理が「苦しみのない世界」となることをネットワーク中で最大であることが把握できま

目指し、インシデント分析センター nicter の研す。また、各機器の上に表示されている青と赤の究成果からスピンオフした NIRVANA の社会展

バーは、それぞれ送・受信パケット数（設定によっ開と、さらなる高度化を進めていきます。

てはデータ量）を表しています。フローモードを用いることで、ネットワークのボトルネックを迅

Ⅰ−４

仮想化技術の発達やクラウドコンピューティン

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

をフローモードで可視化したものです。図中央

Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

速に把握することが可能になり、前述のパケットモードとの併用で、ネットワーク管理の負荷を劇的に軽減できます。
NIRVANA の中で描かれるネットワーク図は、汎用の作画ツール Microsoft Visio＊11 によって作成できます。NIRVANA はネットワーク図中Ⅲ 未来の各オブジェクト
（ネットワーク機器）に設定された IP アドレスを読み込んで、図中の座標に IP ア
ドレスを自動設定することができます。そのた

基盤技術

I
C
T

め、ネットワークの構成変更が頻繁に起こるような組織でも、容易に NIRVANA のネットワーク

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図をアップデートすることができます。また、ネットワーク管理者のアイデア次第で、様々なネット
ワーク図を用いることができます。
＊8 図 2 の例では、青：TCP SYN、黄：TCP SYN-ACK、緑：TCP ACK、桃＊9

色：TCP FIN、紫：TCP RST、橙：TCP PUSH、水色：TCP OTHER、赤：UDP、白：ICMP。
O pen Shortest Path First。ダイクストラ法によって最短経路のルーティ
ングテーブルを作成するルーティングプロトコル。

＊10 C
 opyright (c) Interop Tokyo 2011 NOC Team Member and
NANO OPT Media, Inc. All rights reserved.

＊11 Microsoft 及び Visio は、米国 Microsoft Corporation の米国及びその他の国における登録商標又は商標です。

௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

079

Ⅰ
セキュリティ情報交換と 標 準 化 （）／高橋 健志C
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BE
X

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

セキュリティ情報交換と標準化（CYBEX）－地球規模でのサイバーセキュリティ構築に向けて－

高橋 健志（たかはし たけし）

ネットワークセキュリティ研究所
セキュリティアーキテクチャ研究室 研究員

早 稲 田 大 学 理 工 学 研 究 科 修了、2002 年 Tampere
University of Technology にて研究員、2004 年同
大学国際情報通信研究科にて研究員、2006 年（株）
ローランド・ベルガー社にてコンサルタントを経て、2009 年より現職。情報通信プロトコル、
サイバーセキュリティ、およびマルチメディア符号化に関する研究に従事。好きなことは新たな経験。経験の積み重ねこそが人生と信じ、現在はサイクリング、テニス、クッキング、そして中国語の学習に注力。博士（国際情報通信学）。

「組織・国境を越えた情報交換を促進することにより、
サイバーセキュリティを向上させたい。その土台となる情報交換フレームワークについて、研究・標準化活動を展開しています。
」

080

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

研究活動の背景

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４

図1 脅威に劣後する対策に、情報交換のフォーマットやフレームワークが各国・各組織で統一されていないことが挙げらより、近年、サイバー社会が急速に発展してきリティ対策を実施するためには、サイバーセキュました。しかしながら、サイバー社会におけるセリティ情報の交換フォーマットやフレームワーク

キュリティ、すなわちサイバーセキュリティに関がグローバルに共有される必要があります。

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術れます。各国・各組織が協力してサイバーセキュⅡ

インターネットが世界規模で普及したことにしては、未だ発展途上の段階にあります。サイバー社会には国境はなく、脅威は国境を越えて

国際標準 CYBEX（X.1500）の構築

襲ってきますが、その対策は各国・各組織が個
我々は 現 在、国 際 標 準 化 組 織 ITU-T においてだけで、互いに連携して世界中のコンピュータ

CYBEX（Cybersecurity Information Exchangeに対し攻撃が可能ですが、その対策は各国・各Techniques）という、組織間でのサイバーセキュリ

組織で独立して実施されています。各組織が連ティ情報を交換するのに必要な技術群・フレーム

携するには、組織の壁を越えた情報交換が効率

ワークを定義しています。尚、CYBEX は組織間で的に行われる必要がありますが、現時点では、の情報交換に特化しているため、その情報の取得・必要に応じてメール、電話、対面での打ち合わ活用については CYBEX の範囲外です（図 2）。

せなど、時間と人手を要して実施しているのが現状です。
このような状況が生じている主な要因の 1 つICTⅣ 電磁波センシング基盤技術

ち、悪意のあるユーザーはリターンキーを押す

基盤技術

前述の情報共有フレームワークを構築すべく、

Ⅲ 未来別に対応しているのが現状です（図 1）。すなわ

CYBEX では、この「サイバーセキュリティ
情報の交換・共有」を実現するために、情報の表現手法、発見・交換手法、信頼性構築手法、௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

081

Ⅰ
セキュリティ情報交換と 標 準 化 （）／高橋 健志C
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X

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

伝送手法のそれぞれを規定しています。特に、サイバーセキュリティ情報のオントロジを構築

この情報の表現手法、発見・交換手法においてしました（図 3）。オントロジとは、世界を概 念は、後述する我々のオントロジの研究が大きくレベルでモデリングしたものを指しますが、こ活かされています。CYBEX 自体は、ITU-T 勧告

こでは、サイバーセキュリティオペレーション

X.1500 と し て 勧 告 化 さ れ ま し た が、CYBEXのあるべき姿 をモデル 化したものを指し、サを実現する具体的な技術については、今後も更イバーセキュリティオペレ ーションの 業 務 領なる発展が求められ、私も研究成果を積極的に域、そのそれぞ れの領域の業務を実 施するプ

ITU-T や IETF という国際標準化機関での活動

レイヤー、および 彼らが 扱う情 報群という、3に活かしています。

種 類 の 情 報を構 造 化して定 義しています。すな わち、「 どのオペレーション を」「 誰 が」「 どの

情報交換の基礎となるオントロジ

情報を利用して」実施するかをモデル化しています。本オントロジ構築に当たっては、日本だ

CYBEX に貢献する活動の 1 つとして、我々は

082

図2

CYBEXの範囲

図3

サイバーセキュリティオントロジ

けでなく、米国、韓 国のサイバーセキュリティ

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

オペレーションの現状を鑑みており、サイバー
セキュリティ先 進 国の知 見が大いに活かされています。
本オントロジにより、サイバーセキュリティオペ
レーションの中でどのようなプレイヤーがどのよ

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

うな情報を必要とし、どのような情報交換がなされるべきかというものを体系立てて議論していくことが可能となり、CYBEX で交換されるべき情報を網羅的に議論するための土台となっています。これまでも様々な業界標準の動きはあったものの、部分最適な規格になる傾向がありま

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

した。CYBEX では、本オントロジに基づいて検討を進めることにより、サイバーセキュリティオ
ペレーションを広く俯瞰しての規格制定を構築することを目指しています。

Ⅰ−４

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

地 球 規模でのサイバーセキュリティ向上を目指して
このように、私はサイバーセキュリティ情報を「知」として共有するための手法・フレームワーク

Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術を研究しております。ここにご紹介したもの以外にも、これらの世界中に存在するサイバーセキュ
リティ情報を、効果的に発見するための手法などの研究および開発も手掛けています。本オン
トロジに限らず、研究の成果を世の中に活きる形に昇華すべく、成果の国際標準化活動への展

Ⅲ 未来開、およびデモツールの構築・公開にも積極的に貢献しています。詳しくは、
我々のホームページ（http://cybex.nict.go.jp/）
をご参照ください。

基盤技術

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Ⅳ 電磁波センシング基盤技術௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

083

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

暗号技術の新展開／野島 良

暗 号 技 術 の 新展 開

野島 良（のじま りょう）ネットワークセキュリティ研究所
セキュリティ基盤研究室 主任研究員

大学時代に暗号技術を試みましたが、全く歯が立ちませんでした。その延長線上に今の自分がいますが、今は暗号解読ではなく、暗号技術を設計する立場になりました。博
士
（工学）
。

「盗 聴者への情報漏えいを防ぐことを主目的として発展してきた暗 号技術に対する新たな展開先、プライ
バシー確保型 IP トレースバックを紹介します。」

084

スバック技術の一種です。ただし、正当なユーザ

Ⅰ−１
光ネットワーク技術

暗号技術の広がりのプライバシーを確保しながら、不正ユーザを追暗号技術は、2 者間の通信において盗聴者に跡することが可能になります。

目的として発展してきました。しかし、近年のイ

レースバックに関する問題は、次のように単純化

ンターネットの発展に伴い、その応用範囲は急することができます。2 人のユーザ（花子と太郎）激に拡大しています。その中でも、我々が所属すを考えます。
太郎はIPアドレスの集合A= { a1, …,

るネットワークセキュリティ研究所においては、an } を、花子は IP アドレス a を保持しているとし

内積暗号、秘匿計算プロトコルと呼ばれる汎用性ます。花子の目的は、A の中に a が含まれているの高い暗号技術の研究 • 開発に力を注いできまかどうか調べる事です。この問題は、花子が a をした。ここでは、秘匿計算プロトコルの一種である太郎に送り、太郎が A の中に a が含まれている「オブリビアス秘密鍵暗号プロトコル」とその応用かどうかを調べる事により解決可能になります。

技術「プライバシー確保型 IPトレースバック」につ

実際に IP トレースバックでは、同じようなことがいて紹介したいと考えています。

行われます。
一方、
プライバシー確保型の IPトレーです。もう少し具体的に述べると、IPトレースバッ

さずに、そして花子が a を漏らさずに、a が A にクにおいては、各ルータが通過するパケットを保含まれているか調べることが必要になります。こ存しておきます。そして、実際に攻撃が行われたの一見解決不可能な問題を、我々は、オブリビア

際には、攻撃を行ったパケットが保存されている

ス秘密鍵暗号プロトコルを開発・応用することにルータを探索することにより、結果的に攻撃をより解決しました。ここでは、このオブリビアス

行ったコンピュータを見つけ出すことが可能と

秘密鍵暗号プロトコルの概要とその応用についなります。

てご紹介します。

Ⅰ−４

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

この技術を実現するためには、太郎が A を漏らⅡ

ネット上で不正を働いたユーザを追跡する技術

スバックにおいては、問題が若干難しくなります。

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

そもそも IP トレースバック技術とは、インターⅠ−２

ネットワークセキュリティ技術

IP トレースバックとプライバシー確保型 IP ト

ワイヤレスネットワーク技術

メッセージの内容が漏れないようにすることを主

この IP トレースバック技術は非常に有用な技術ですが、探索する際に不正ユーザだけではな秘密鍵暗号

く、正当なユーザのプライバシーをも暴露してし
秘 密 鍵 暗 号においては、秘 密 鍵 SK を 使い

シー確保型 IP トレースバック技術は、IP トレー

メッセージ M を暗 号 化することが で きます。

Ⅲ 未来

まう可能性があります。我々が提案したプライバ

基盤技術

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Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図1

秘密鍵暗号の説明௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

085

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

暗号技術の新展開／野島 良

この暗 号 化されたメッセージ を Enc（ SK, M）

す。太郎と花子は相手の入力について「気付かなと表します。ここで秘密鍵 SK を保有する人だい」ため、プロトコル名にオブリビアスという用け が、Enc（ SK, M）から M を 取り出すことが語が使われています。

可能 になります。逆に、SK を 保 有していない
人は M に関する情報を一切得る事ができませIP トレースバックへの応用ん（図 1）。秘 密 鍵 暗号として代 表的なものに、
DES（ Data Encryption Standard）と AES

プライバシー確保型 IP トレースバック技術に（Advanced Encryption Standard）が あり

おいて、太郎と花子は、お互いの情報を隠しながます。

ら、a が A = { a1, …, an } に含まれているかどうかを検証する必要がありました。この問題は、

オブリビアス秘密鍵暗号

OEP を使うと簡単に解決できます。
（1）太 郎は、秘密鍵暗号の秘密鍵 SK を選び、オブリビ アス秘 密 鍵 暗 号プ ロトコル
（以 降、OEP）は、2 者（太郎、花子）間の暗号プロトコル
です。

送ります。
（2）花
 子は、
OEPを使い Enc（SK, a）を得ます。

太 郎は秘 密 鍵 暗 号 の 秘 密 鍵 SK を、花子は（SK, an ）そ して、Enc（SK, a1）、 …、Enc

メッセージ M を保有します。このプロトコルは、の中に、Enc（SK, a）と同じになるものがお互いの情報 SK と M を秘密にしたまま暗号文あった場合、a が A に含まれていると判定

C = Enc（SK, M）
を計算することを可能にします。

します。OEP を使うことにより、お互いにここで、もちろん C を得られるのは花子であり、SK と a が漏れないため、花子の秘密情報

太郎は C に関する情報を一切得る事ができまである a が太郎に漏れる事はありません。

せん（図 2）。

さらに、SK が 花子に漏れないので、n 個

ここで「オブリビアス」という単語に関してですが、直訳すると「気付かない」という意味がありま

図2

086

（SK, an ）を花子に
Enc（SK, a1）、…、Enc

オブリビアス秘密鍵暗号プロトコルの説明の暗号文から太郎の秘密情報 A が漏れることもありません（図 3）。

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４
図3

プライバシー確保型IPトレースバックの説明今後の研究についてⅡ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

ここまでオブリビアス秘密鍵暗号プロトコル、及びプライバシー確保型 IP トレースバック技術
を簡単に紹介してきました。その具体的構造まで説明することはできませんでしたが、既にオブリビアス秘密鍵暗号プロトコルは、実装 • 実験が無事に終了しています。今後は、IPトレースバッ

Ⅲ 未来

ク技術、オブリビアス秘密鍵暗号の更なる発展 •普及に努めたいと考えています。

基盤技術

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Ⅳ 電磁波センシング基盤技術௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

087

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

プライバシ保護技術／大 久 保 美 也 子

プライバシ保護技術

大久保 美也子（おおくぼ みやこ）

ネットワークセキュリティ研究所
セキュリティアーキテクチャ研究室 主任研究員

のどかな景色の水のきれいな田舎で育ち、子どもの頃は暗くなるまで野山を駆けて遊んでいました。スポーツの経験は、陸上競技（短距離走や幅跳び）、バレー
ボール、剣道を少々…。基本的にスポーツ全般好きです。近視 & 乱視で中学の頃眼鏡をかけ始め、現在では体の一部です。暗号の研究は社会人になってから本格的に始めたのでやや遅めのスタートでしたが、生涯現役！を目指しています。

「複 雑に入り組んだサービス間の中にあっても個々の要求に応じ、プラ
イバシーを守れる仕組み作りが今後
ますます重要となります。本稿では、ネットワーク上でフレキシブルに
プライバシ保護を実現する技術について紹介します。」

088

要求が出てきます。例えば、電子オークション

Ⅰ−１
光ネットワーク技術はじめになどでは、応札の手続きを匿名で進めたいなどの要求が出てきます。また、電子投票などでは、けている昨今、これまで対面もしくは書面でし有権者が投票を行う際に誰であるかが特定さか扱えなかった契約・取引・売買などの手続きれてはいけない、立候補者の誰に投票したのかもインターネットを介して行えるようになってきが識別されてはいけない、などの要求が出てきました。このように利便性の向上に伴い、ネットます。
一見すると不正を防止し安全性を保つためのう、意識して防御しなければならないことも増要求条件とプライバシを保護するための要求条

えてきています。また、近年では、インターネッ

件が相反する要求事項に見えますが、暗号技術

トを活用することにより様々な情報が入手可能を活用することによりそれらの要求事項を両立となり、簡単にほしい情報を集めたり調べたりさせることができるようになります。

することができるようになりました。その一方保護したいプライバシ情報は、ユーザごとに、で、自分で気がつかないうちにプライバシに関また利用シーンごとに異なります。さらに大 規

わる情報を侵害されうる可能性も高くなってい模ネットワークへ多数の端末が接続するこれかます。

らのネットワーク上では、考慮すべき状況が 複

はネットワークを本来の効率性や利便性を損ねても用いる端末やデバイスが異なる場合や異ることなく、安全性とプライバシ保護機能とをフなるサービス間でユーザ情 報の交 換などが行

レキシブルに提供できる大規模認証基盤の実現

われる場合など、起こりうる複合的な事象を全を目指して研究を進めています。

て踏まえた上で、守られるべきセキュリティレ

Ⅰ−４

雑化・多様 化します。同一ユーザ であったとし

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

このような状況を踏まえ、私たちの研究室で

Ⅰ−３
ネットワークセキュリティ技術

ワーク上で不正なくこれらの手続きが行えるよⅠ−２
ワイヤレスネットワーク技術

ネットワークの用途が日々変化し拡大をし続Ⅱ

ネットワークの利用用途の変化ととが望まれます。例えば、複数のサービス間で求められる機能

同一ユーザ であることが 識 別される必要があ

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

ベルを保ちつつ個々のプライバシを保護するこる場合、同一ユーザであることを識別されるこうに するためには 様 々 な 要 求 条 件 が 満 たさてきます。また、複数の異なるデバイスを用いれなければ なりません。例えば、契 約の場 合ていても、同一ユーザであることが識別される

で は、ネットワーク上で 通 信している 相 手 がことによりプライバシ侵害などの可能性も出て本 当 に 契 約 相 手 本 人 か？電 子 デ ー タで 送らきます。
ある用途や目的に特化し、保護すべきプライ

んさ れて い な い か？本 人の 意 思 確 認 が 出 来

バシ情報を確定するようなシステム設計であれているか（ 本人印 のようなものが 確 認 で きる

ば、従来からある暗号技術などを複数用いるこか）？な ど を チェックで きる 仕 組 みが必 要 にとにより、ある程度構成することができます。しなります。

かし、目的が多様化し、また保護すべきプライバ

一方で、個人的な内容を含む契約・取引・売シ情報も画一的でなくなってきている昨今、そ買などの場合には、必要以上には個人個人のプ

れらの方向性の異なる要求事項を 1 つのシステ

ライバシに関わる情報は漏らしたくないというムで実現することは困難もしくは構成すること௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

れてくる 契 約 書 の 内 容 は通 信 の 途 中 で 改 ざ

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基盤技術

とが プライバシの侵害につながる場合等も出

Ⅲ 未来

ネットワーク上で不正行為が 行われないよ

089

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

プライバシ保護技術／大 久 保 美 也 子が出来たとしてもシステムの肥大化を招いてしム上でユーザ・サービス提 供側双 方の安 全 性

まいます。

を保持した上で、個別ユーザごとの、またサービス提供者ごとの異なる要求事項や、ユーザの我々の目指す安全かつ利便性の高い利用目的や提 供サービスごとに異なる必要なセキュリティ技術

機能などをフレキシブルに実現できるプライバ
シ保護機能を備えた認証の提供が可能となり

そ こ で 私 た ち の 研 究 室 で は、プ ラ ット
フォーム上でのユーザ およびサービ ス提 供側

具体的には、図に示すように、目的により異な どの 様 々 な 要 求 条 件 にフレ キシブ ル に 応なるプロトコル（メッセージの内容を匿名にする

えられるプライバシ保護 機 能を備えた認 証 方

ブラインド署名、署名者の ID を匿名にするグ

法 の 提 供 を可能 にする暗 号 技 術を研 究 対 象

ループ署名など ）を構成するために、それぞれとしています。

のプロトコルを個別に構成するのではなく、１

例えば 1 つのプラットフォームで、電子投票

つのディジタル署名を活用することにより、両や申請システムやアンケートなどそれぞれの目方のプロトコルの機能を同一のプラットフォー

的・保護したいものの要求 条 件に沿った機 能

ム上で提 供することが可能となります。また、を提 供可能となる総合情 報基盤を目指してい効率面では従来技術を複数用いた構成に比べ、ます。

システム全体としてのコンパクト化を実現でき、これらの実現により、コスト面では、1 シス
テム数百万から数億円かかる複数システムを 1
システム分のコストで提供することが可能となります。また、機能面では、1つのプラットフォー

図 プライバシ保護のための提案方式の活用イメージ

090

ます。

利便性についても、用途ごとへのフレキシブル
な機能提供が可能となります。

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

今後の展望ネットワークの利用用途は限りなく広がっていく可能 性を 秘 めています。私 たちの 研 究 室
ではその可能性を最 大限に伸ばしていけるよ

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２う、セキュリティの技術を防御するためだけの手 段として用 いるので はなく、そ の可能 性を促 進する手段として活かしていきたいと考えています。

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４

Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

Ⅲ 未来
基盤技術

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Ⅳ 電磁波センシング基盤技術௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

091

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

過不足のないセキュリティを実現するセキュリティアーキテクチャ／松尾 真一郎

過不足のないセキュリティを実現する
セキュリティアーキテクチャ－ネットワーク利用者の状況に合わせたセキュリティの実現－

松尾 真一郎 （まつお しんいちろう）
ネットワークセキュリティ研究所
セキュリティアーキテクチャ研究室 室長

博士（工学）。大学院修了後、1996年にNTTデータ通信株式会社に入社、情報セキュリティと暗号の応用に関する研究に従事。2009年にNICTに入所、2011年から現職。情報セキュリティの研究は国際標準化が重要であり、ISO/IEC JTC1における暗号技術の標準化作業の日本における主査を務め、国際標準化のために世界を飛び回る日々を送っています。日本発のセキュリティ技術が世界で利用される例を1つでも多く作るのが夢です。

092「ネットワーク上のサービスを利用する
際に、利用者にとって確認しにくい
セキュリティを可視化し、複雑なシステムでも適切なセキュリティ技術を利用可能にします。
」

標準化されている技術を利用して実現されてきⅠ−１
光ネットワーク技術

ネ ットワークの多様化とセキュリティ対策の複雑化ていますが、これらの技術は画一的な環境やセ
キュリティ要求に対応するものでした。しかし、ビスの環境が大きく変化しています。従来は、いネットワーク環境が多様化・複雑化する場合にわゆるクライアント・サーバという形態でサービは、ネットワークにおけるセキュリティ上の脅威スが実現され、情報セキュリティの設計もこの形も複雑化し、脅威への対策を見つけ出すことは態に合わせた形で行われてきました。しかし、クラ非常に困難になります。このような状況では、既

ウドコンピューティングが普及し、セキュリティを存のセキュリティ技術では、必要なセキュリティ

考える際の出発点となる情報資産の保管場所が対策が取られていなかったり、逆に過剰な対策

多様化するとともに、スマートフォン、センサーやで通信速度を犠牲にするケースが多く出現する

RFID タグなど、従来のセキュリティ技術が保護ことになります。

Ⅰ−２
ワイヤレスネットワーク技術

近年、ネットワークにおける様々な処理やサーの対象としていなかったデバイスが大量にネット

そこで、このような複雑なネットワーク上の脅ワークに接続されるようになっています。NICT が威に対して、過不足のないセキュリティ対策をタ実現を目指している新世代ネットワークにおいても、

イムリーに実現するための仕組みが必要となって

およそ 10 兆個のデバイスがネットワークに接続います。

され、ネットワーク仮想化や ID・ロケータ分離

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

＊1

境を提供することが目標になっています。
従来の情報通信技術（ICT）でのシステムにおけるセキュリティは、ITU-T＊2

や IETF＊3などでICT におけるセキュリティ確保の基本的な考え方は従来から存在しますが、いたってシンプルです。

Ⅰ−４

過不足のないタイムリーなセキュリティ対策

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術などの技術をベースにして、状況に応じた通信環

Ⅱ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

Ⅲ 未来
基盤技術

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Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

図1 ICTにおけるセキュリティの分析と対策の分類と課題௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

093

Ⅰ

ネットワーク基盤技術

３. ネットワークセキュリティ技術

過不足のないセキュリティを実現するセキュリティアーキテクチャ／松尾 真一郎

あるサービスを実現するシステムを設計するとき対応できること、脆弱性や脅威への対策は過不に、守るべき情報資産（クレジットカード番号、個足がない、すなわち十分かつ通信性能を極力犠

人情報、パスワード）などと、その保管場所を洗牲にしていないことが求められます。

い出し、個々の場所に保管された情報への攻撃の成功確率を見積もり、損害の期待値から優先新たなセキュリティアーキテクチャの実現に順位付けを行い、カバーすべき攻撃について、必向けて要な対策技術をシステムに組み込みます。この考え方自体は普遍的なものであり、将来においても現在、我々が研究しているセキュリティアーキ

大きくは変わらないと考えられます。しかし、シテクチャでは、複雑化するネットワークにおいてステムが稼働した後にシステムの脆弱性が新た

過不足のないタイムリーなセキュリティを提供すに発見された場合の対処は、該当するシステムのる「フレキシブルセキュリティ基盤」と、モノに付仕様に精通し、かつネットワークセキュリティのけられるような計算能力の低いデバイスを含む

エキスパートが人海戦術で行っているというのが10 兆個のノードに対応できる認証・プライバシ

実情です。何が適切なパッチなのか、新しいパッ保護技術「セキュリティコンポーネント」の実現のチがセキュリティや性能の問題を引き起こさないための技術の実現を目指しています。

のかなど、セキュリティパッチの管理だけでも膨大で、難しい作業になります（図 1）。

フレキシブルセキュリティ基盤では、過不足のないタイムリーなセキュリティ対策を導出するた新しい時代のネットワークに必要なことは、シ

めの、セキュリティ知識ベース・分析エンジンの実

ステム設計の時点だけではなく、いつまでもシス現を目指しています（図 2）。セキュリティ知識ベー

テムがセキュアであることです。そのために、シスは、ネットワーク機器等に潜む脆弱性、対策技

ステム設計の時に必要な対策を見つけ出すこと、術、ネットワーク形態、ネットワーク機器の性能

システム運用時に発生する脆弱性にタイムリーになどのデータベース（DB）を総称したものです。

RSA
AES

RSA
AES
RSA

Structure
Preserving

SLA

図2

094

セキュリティ知識ベース・分析エンジンの概念図

RSA 2048
AES 128

光ネットワーク技術

Ⅰ−１

サイバーセキュリティ研究室の nicter の観測結果とも連携します。そして、分析エンジンは、セキュリティ知識ベースと連携し、複数のセキュリ
ティ対策案の中から、安全かつ処理性能が一番高い対策を選び出すことで、過不足のないセキュワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

リティを実現するものです。すでに、第一歩としてモバイル機器の利用者に向けて、その時に使っているサービスの脆弱性をセキュリティ知識ベースから引き出し iPad や Android タブレット上で可視化する Risk Visualizer（図 3）のプロトタ
イプを構築しました。フレキシブルセキュリティ

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

基盤は、ネットワーク仮想化や ID・ロケータ分離といった新世代ネットワークの特長を活かす
ことで、新世代ネットワークにおける次世代のセ
キュリティの基盤となります。
セキュリティコンポーネントにおいては、計算
図3 R
 isk Visualizerシステムにおけるネットワーク利用のリスク表示例

下にあるネットワーク同士でも認証やプライバシ
保護ができる技術を研究しており、匿名性と文書の秘匿性を同時に実現できるプライバシ保護



イバシ保護技術を確立するとともに、異なる管理

Ⅰ−４
新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術能力の低いデバイスでも利用可能な認証・プラⅡ
ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

技術や、RFID タグ向けの認証技術を確立しています。これらの研究も、新世代ネットワークの実証に組み込む予定です。

Ⅲ 未来

用語解説

基盤技術

＊1

I
C
T

ID・ロケータ分離＊2

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

端末の名前と位置を示す識別子を別々に管理し、方式が異なる
ネットワークでも、同じ ID を使用することで、端末の移動や経路上の障害等によりネットワークが切り替わっても継続して通信を可能とする NICT が開発している技術。

ITU-T

国際連合の専門機関の 1 つである国際電気通信連合（ITU）の電気通信標準化部門。

＊3

IETF

インターネット技術の標準化について検討を行う組織。ここで策定された技術仕様は RFC として公表される。

௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

095