デジタル・フォレンジック
用語
法科学（Forensic sciences）の諸分野において頭に付けられる「フォレンジック（“Forensic”）」（形容詞）は、ラテン語の“forēnsis”つまり「フォーラム（広場）」に由来している。ローマ帝国時代、「起訴」とは、ローマ市街の中心にあるフォロ・ロマーノで聴衆を前に訴状を公開することであった。被告と原告はともに自らの主張を行い、よりよい主張をしてより広く受け入れられたものが裁判において判決を下すことができた。この起源は、現代における“forensic”という語の2つの用法のもとになっている。一つ目は「法的に有効な」という意味、そして2つ目が「公開発表の」という意味の形容詞である。
現状、法科学を意味するフォレンジック・サイエンス（forensic science）の代わりに単にフォレンジクス（forensics）と表現しても同様の意味を持つ。今や“forensics”は科学と密接に関連するものと捉えられているため、多くの辞書が“forensics”に“forensic science”すなわち法科学の意味を同時に載せている。
デジタル・コンピュータの分野においては、元々、計算機科学はコンピューター・サイエンスであることもあり、上記の省略形を用いて後ろにフォレンジクス（forensics）と付ける。
概要
デジタル・フォレンジックの調査には様々な用途が考えられている。 最も一般的なのは、刑事裁判または民事裁判において、立証または反証するための証拠を得るためのものである。刑事事件には、警察によって逮捕され、検察当局などに起訴される窃盗や暴力事件などの法律違反がある。一方、民事訴訟では個人の権利と財産を保護する目的で行われる（家族間の紛争など）ことが多い。また、企業間の契約上の紛争に関連して、デジタル・フォレンジックが用いられる事もある。
デジタル・フォレンジクスは、法廷外の民間セクターでも有効活用されるケースもある。企業の内部調査や侵入調査（不正なネットワーク侵入検知や程度を専門的に調査するものなど）などである。
調査の技術的側面としては、関連するデジタル機器の種類に応じて、次のようないくつかの小分野に分けられている。コンピュータ・フォレンジクス、 ネットワーク・フォレンジクス、フォレンジック・データ分析、およびモバイルデバイス・フォレンジクスなどである。 典型的な法科学的プロセスは、デバイスの差し押さえ、（元データを改変せずに行われる）データ抽出、分析、ならびに収集された証拠についての報告書の作成である。
デジタル・フォレンジックを使用して、犯罪の直接的な証拠を特定するだけでなく、証拠を特定の容疑者に帰属させるのも役割のひとつである。例えば、容疑者のアリバイや過去の発言を確認し、その意図を判断し、出典を特定する（著作権違反の場合など）といったことである。調査は複雑な時系列や仮説を伴うことが多く、他の法科学分析（通常は単純な質問に対する回答を導き出す）よりもはるかに広い範囲に渡る場合が多い。
歴史
1970年代以前は、コンピュータ犯罪は既存の法律を使って対処されていた。 最初のコンピュータ犯罪は1978年「フロリダ・コンピュータ犯罪法」で法理化され、これにはコンピュータシステム上の許可されていないデータ変更または削除を違法化する法規が含まれていた  。その後の数年間でコンピュータ犯罪の範囲が拡大し、著作権違反、プライバシー/嫌がらせ（例： サイバーいじめ、サイバーストーキング）および児童ポルノや、性的搾取問題を扱う法律が可決された  。ただ、アメリカにおいて、州法ではなく、連邦法としてコンピューター犯罪を取り入れたのは1980年代になってからである。1983年に最初の法案を可決した国はカナダである。これに続き、1986年に米国連邦「コンピュータ詐欺と虐待法」、1989年にオーストラリアの「犯罪法」の改正、そして1990年にイギリスの「コンピュータ濫用法」の制定が行われた 。
1980年代 - 1990年代：成長期
1980年代から1990年代にかけてコンピュータ犯罪の増加により、法執行機関は犯罪捜査における技術的側面に対応していくため、全国レベルの専門組織を設立した。1984年にFBIは「コンピュータ分析対応チーム」を立ち上げ、翌年にはイギリスの警視庁詐欺部隊の中にコンピュータ犯罪部門が設置された。これらのグループの初期のメンバーは、法執行機関の専門家であるだけでなく、元々コンピュータ愛好家でもあり、この分野の初期の調査と指導を担当することになった 。
デジタル・フォレンジックの最初の実用的な（または少なくとも公表されている）例の1つは、1986年のクリフ・ストールによるハッカー、マルクス・ヘスの追跡である。 コンピュータとネットワークの法科学的技術を利用したストールは、法執行機関や法科学の専門の分析官ではなかった。このように、初期の頃は、専門の分析官や捜査官が行うものとはされていなかったのである 。
1990年代を通じて、これらの新しい分野における専門の捜査員の需要が高まってくると、英国「国家ハイテク犯罪ユニット」が2001年に設立され、コンピュータ犯罪の国家インフラを提供するものとなった。ロンドンの中心部に位置しながらさまざまな地域の警察と協力する体制を取っていた。（2006年に重大組織犯罪庁（SOCA）に統合） 
この間、デジタル・フォレンジックは、趣味のIT専門家によって開発された技術やアドホックツールによるものだった。これは、科学界の仕事から生まれた他の法医学分野とは対照的なことである。「コンピュータ・フォレンジクス」という用語が学術文献で始めて登場するのも、1992年になってからである（非公式には使用されていた）。Collier and Spaulによる論文は、この新しい指針を法科学の世界に確立しようとした 。このような急速な発展は、技術の標準化とトレーニングの欠如といった新たな問題を抱えることになった。K. Rosenblatt は、1995年の著書「 ハイテク犯罪：コンピュータが関係する事件の調査 」で次のように書いている。
コンピューターに保存されている証拠の差し押さえ、保全、分析は、1990年代に法執行機関が直面しているもっとも大きな難問である。他の法科学的検査、指紋やＤＮＡ型鑑定は専門の訓練されたエキスパートが行うが、コンピューターの証拠収集は巡回警官や刑事が行っている。
2000年代：標準の確立
2000年以降、技術の標準化の必要性に応え、様々な機関がデジタル・フォレンジックに関するガイドラインを発表する。デジタル証拠に関する科学ワーキング・グループ （SWGDE）は2002年の論文「Computer Forensicsのためのベストプラクティス」を作成し、2005年には国際ISO規格（ISO 17025、試験および校正の能力に関する一般的要求事項）の公開が続いた   。ヨーロッパの主要な国際条約である「サイバー犯罪条約」は、国内のコンピュータ犯罪法、調査技術および国際協力を調整する目的で2004年に発効した。条約は43カ国（米国、カナダ、日本、南アフリカ、英国、その他のヨーロッパ諸国を含む）によって署名され、16カ国によって承認されている。
トレーニングの問題もまた注目を集めた。営利企業（多くの場合、法科学的ソフトウェア開発者）は認証プログラムを提供し始め、デジタル法科学的分析は英国の専門家調査員トレーニング施設、 Centrex の訓練に含まれるようになった  。
1990年代後半以降、モバイル機器がより広く利用されるようになり、携帯が単純な通信機器を超えて進歩し、デジタル・フォレンジックにとっても、それは豊富な情報（証拠）となることが判明した。それにもかかわらず、携帯電話のデジタル分析は、主に機器のメーカーの独自性のために、従来のPC関連機器に遅れをとっている。

この時代、インターネット犯罪、特にサイバー戦争とサイバーテロのリスクにも焦点が当てられた。2010年2月のアメリカ統合戦力軍報告書は、次のように結論づけている。 
敵はサイバー空間を利用して、ビジネス業界、学術界、政府、のみならず空軍、陸軍、海軍、宙域までをもターゲットとするだろう。第二次大戦でエアパワーが戦場を変えたように、サイバー空間は国家を保護する役割であった物理的なバリアを粉々にし、商業、およびコミュニケーションに対する攻撃を可能にしている。
現在、デジタル・フォレンジックの分野は未解決の問題に直面している。PetersonとShenoiによる2009年の論文「デジタル・フォレンジックリサーチ：善、悪、そしてまだ知られていない問題」は、デジタル・フォレンジック調査におけるWindowsOSへの偏重に対し懸念を表明している。2010年、Simson Garfinkelは、将来のデジタル調査における問題を列挙し、その中でデジタルメディアの容量の拡大、消費者への幅広い暗号化の普及、多様なOSとファイルフォーマット、複数のデバイスを所有する個人の増加、法的問題などを挙げた。また、この文書では、継続的なトレーニングの問題、およびこの分野に参入するための非常に高いコストも指摘された 。
フォレンジックツールの開発
1980年代には、専門のデジタル・フォレンジック向けツールはほとんど存在せず、その結果、調査者は該当機器上で直に分析を行い、既存の管理ツールを使用して証拠を抽出していた。この方法では、誤って、またはなんらかの原因でディスク上のデータが変更されてしまう危険性があり、証拠が改ざんされていると主張されることが起きていた。この問題に対処するために、1990年代初頭に幾つかのソフトウェアのツールが開発され始めた。
1989年に連邦法執行訓練センターは、このようなソフトウェアの必要性を認め、「IMDUMP  （Michael White氏作）」および1990年には「SafeBack  （Sydexによって開発された）」の作成に至る。同様のソフトウェアが他の国でも開発されており、「DIBS（ハードウェアおよびソフトウェアソリューション）」は、1991年に英国で商業的にリリースされ、Rob McKemmishは「Fixed Disk Image」をリリースし、オーストラリアの法執行機関に無料で提供した 。これらのツールは、検証のためにオリジナルのディスクを元の状態に保ったまま作業するためオリジナルの正確なコピーを作成することができた。1990年代の終わりまでに、デジタル証拠の需要が増大するにつれて、「EnCase」や「FTK」など、より高度な商用ツールも開発され、分析官は生のデータ分析をせずに、コピーを使って調べることができるようになった。ごく最近では、「ライブメモリフォレンジック」への傾向が高まり、 「WindowsSCOPE」といったツールが利用できるようになっている。
ごく最近では、 モバイル機器についても同様のツールの開発が行われている。当初、PCの頃と同じく、デバイス上のデータに直接アクセスするものだったが、すぐに「XRY」や「Radio Tactics Aceso」などの専門ツールが登場した。
フォレンジック・プロセス
デジタル・フォレンジック調査は一般的に、「収集またはディスクイメージのコピー」、「分析」、「報告」という3つの段階から成る 。
データの収集またはコピーの段階で理想的なのは、コンピュータの揮発性メモリ（RAM）の「イメージ」を取り込む、またはセクタレベルの複製、メディアの複製、書き込みブロッキングを利用したオリジナルの変形を防止などの対策をとることである。ただ、近年のストレージメディアのサイズの拡大やクラウドコンピューティングなどの開発により、物理的なストレージデバイスの完全なイメージではなく、データの「論理的な」コピーが取得される「生データ」の取得が増えた。改変がされていないか後に検証するために、取得したイメージ（または論理コピー）とオリジナルのメディア/データの両方がハッシュ化され（SHA-1やMD5といったアルゴリズムを使用し）、複製との値を比較し、同じであれば正確に同じ複数したものとされる。
分析段階では、調査員はさまざまな方法やツールを使用して証拠資料を回収する。2002年、International Journal of Digital Evidenceの記事はこのステップを「疑わしい犯罪に関連する証拠の詳細な体系的検索」と呼んでいる。2006年、法科学調査員のBrian Carrierは、「直感的な手順」で明白な証拠が特定され、次に「徹底的な調査が行われて穴が埋めらていく」と説明した 。
分析プロセスは、実際の調査によって異なる可能性があるが、一般的な方法論としては、デジタルメディア全体でのファイル検索（ファイル内、未割り当てスペース 、 空きスペース）、削除ファイルの復元、レジストリ情報の抽出などがある（USBデバイス含む）。
回収された証拠は、イベントを再構築し、分析し、通常書面による報告の形で一般の人間に理解できる言葉でまとめられる。
制約と限界
デジタル・フォレンジック調査において、大きな制限となるのは暗号化の使用である。これはキーワードを使用して適切な証拠を検索する最初の段階で調査を躓かせるものである。個人に対して暗号化キーを開示するよう強制できる法律については、まだ最近の話題で、議論を呼ぶものとなっている。
法的な考慮事項
デジタルメディアの分析調査は、国内外の法律によって規制されている場合がある。特に民事における調査においては分析官は特に法的な制限を受けることになる。ネットワーク監視や私的コミュニケーションの読み取りは大抵法律による規制が存在しているからである 。刑事捜査の場合においては、どれだけの情報を差し押さえることができるかは国内法次第である。例えば、英国では、法執行機関による証拠の差し押さえは「PACE法」に基づくものとなっている。初期の頃は「コンピュータ証拠に関する国際機関」（IOCE）といった機関が証拠の差し押さえのための互換性のある国際規格を確立するために動いていた。
ただ、英国では、コンピュータ犯罪を取り締まる同じ法律が、調査官に対しても影響を及ぼす可能性が指摘された。1990年の法は、コンピュータへの不正アクセスを防止するものであったが、これが民事における調査官にとって特に懸念事項となっている。
個人のプライバシーに対する権利はデジタル・フォレンジックの1つの分野であり、これは依然として大部分が裁判所によって判例化されていない。米国電子通信プライバシー法（ECPA法）は、法執行機関または民間調査官が証拠を傍受してアクセスする能力に制限を設けたものとなっている。保存されている通信（例：Eメールアーカイブ）と送信された通信（例： VoIP ）は区別され、後者はプライバシー侵害と見なされるため、令状を取得するのは困難となる 。ECPA法はまた、企業の従業員のコンピュータおよび通信を調査する上でも影響を及ぼすものである。これは、企業がどの程度監視をできるかという点でまだ議論の余地が残されたものとなっている。
欧州人権条約の第5条は 、ECPA法と同様のプライバシー制限を課しており、EU内外での個人データの処理および共有を制限するものである。英国の法執行機関の権限は捜査権限規定法によって規定されたものとなっている。
デジタル証拠
デジタル証拠は、裁判所で使用される場合、他の形式の証拠と同じ法的ガイドラインに従うことになる 。米国では、連邦証拠規則がデジタル証拠の容認性を評価するために使用され、英国PACEおよび民事証拠法は同様のガイドラインを持ち、他の多くの国では独自の法律がある。米国の連邦法では、明白な証拠価値があるものに限り差し押さえが容認されている。
（日本では、この「証拠法」に該当する同様の法律は存在しない）
デジタル証拠を扱う法律は、整合性と信頼性という2つの問題を重視する。整合性とは、デジタルメディアを差し押さえて取得する行為によって証拠（原本またはコピーのいずれか）が変更されないようにすること。信頼性とは、情報の整合性を確認する機能のことである。デジタルメディアの変更が容易であるということは、犯罪現場における分析から最終的には裁判所まで（一連の証拠保全と監査）手続きを文書化することが、証拠の信頼性を確立するために重要となってくるのである。
弁護士は、デジタル証拠は理論的に変更される可能性があるため、証拠としての信頼性を損なうものであると主張してきた。米国の裁判官は、この理論を否定するようになってきている。 ある法廷では「コンピュータに含まれるデータを変更することが可能であるという事実は、信頼できないことを立証するには明らかに不十分である」と裁定した  。英国や米国では、証拠の信憑性と完全性を文書化するための指針を作っている。。
デジタル・フォレンジックの各分野はそれぞれ、調査の実施および証拠の取り扱いに関する独自のガイドラインを持つ。 たとえば、携帯電話は、デバイスへのそれ以上の無線トラフィックを防ぐために、差し押さえ中、ファラデーシールドに入れておく必要がある。より国際的なアプローチとしては、欧州評議会による「電子証拠ガイド」は、電子証拠の識別と取り扱いのためのガイドラインを各国の法執行機関および司法当局向けに提供している。
調査ツール
デジタル証拠の法廷での有効性は、それを抽出するために使用されるツールにも依存する。米国では、1993年の合衆国最高裁判所における「ドーバート対メレル・ダウ製薬」にて連邦法の一部となった、ドーバート基準に準拠することになる。この場合、裁判官が、使用されるプロセスとソフトウェアが許容範囲内であることを確認する責任がある。2003年の論文でBrian Carrierは、ドーバード基準のガイドラインでは法科学的ツールのソースコードを公開し、査読することが要求されるとした。同氏は「オープンソースのツールはクローズドソースのツールよりもガイドラインの要件をより明確かつ包括的に満たすことができる」とした。2011年にJosh Bruntyは、デジタル・フォレンジック検査の実行に関連する技術とソフトウェアの科学的検証は、あらゆるラボのプロセスにとっても重要であると述べた。同氏は、「デジタル・フォレンジックは、再現可能なプロセスと質の高い証拠の原則に基づいており、適切な検証プロセスを設計し適切に維持する方法を知ることが、法廷で自らの手法を証明する上で重要」と述べている。
各小分野
現在、小型のデジタル機器（タブレット、スマートフォン、フラッシュドライブなど）が犯罪者によっても広く使用されているため、デジタル・フォレンジックの調査は単にコンピュータからデータを取得することに限定されない。デバイス、メディア、または物質の種類に応じて、デジタル・フォレンジック調査はさまざまな種類に分岐する。
コンピュータ・フォレンジクス
コンピュータ・フォレンジクスの目的は、デジタル媒体の状態を説明することである。コンピュータシステム、記憶媒体または電子文書などである。この分野は通常、パソコン（PC）、組み込みシステム （初歩的な計算能力とオンボードメモリを備えたデジタルデバイス）、および静的メモリ（USBペンドライブなど）を対象としている。
コンピュータ・フォレンジクスはログ（インターネット履歴など）からドライブ上の実際のファイルまで広範囲の情報を扱う。2007年、検察はジョセフ・E・ダンカン3世のコンピュータから回収した表計算ファイル（スプレッドシート）を証拠とし殺人罪を求刑、 犯人は死刑を宣告されている。また別の殺人犯は、拷問や殺人の幻想を詳述した電子メールのメッセージから形が確定することになったケースもある 。
モバイルデバイス・フォレンジクス
モバイルデバイス・フォレンジクスは、モバイルデバイスからデジタル証拠やデータの復旧に関係する。モバイルデバイスが固有の通信システムを持つという点で、コンピュータ・フォレンジクスとは異なる（例： GSM ）ものとなっている。また、モバイルデバイスでは、通常、独自のストレージメカニズムを持つ。そのため、調査は通常、削除されたデータの詳細な回復ではなく、通話データや通信（SMS / Eメール）などの単純なデータに焦点を当てる 。モバイルデバイスのSMSデータの調査からは、英国人留学生殺害事件で、Patrick Lumumba の無罪を確定させるのに役立っている。
モバイルデバイスは内蔵のGPS /位置追跡から、または携帯サイトのログを介してデバイスを追跡し、位置情報を取得するのにも役立つ。そのような情報は、実際の誘拐犯を追跡するためにも使用されている。
ネットワーク・フォレンジクス
ネットワーク・フォレンジクスは、情報収集、証拠収集、または侵入検知を目的とした、ローカルおよびWAN / インターネットの両方のコンピュータネットワークのトラフィック監視および分析である。トラフィックは通常パケットレベルで傍受され、後で分析するために保存されるか、またはリアルタイムでフィルタリングされる。
2000年にFBIは、偽の就職面接でコンピューターハッカーのAleksey IvanovとGorshkovを米国におびき寄せた。両者のコンピュータから発信されるネットワークトラフィックを監視することで、FBIはパスワードを識別し、ロシアのコンピュータから直接証拠を収集することに成功した  。
フォレンジック・データ分析
フォレンジック・データ分析は、デジタル・フォレンジックの一分野である。金融犯罪による不正行為のパターンを発見し分析することを目的として、構造化データを調べるものである。
データベース・フォレンジクス
データベース・フォレンジクスは、 データベースとそのメタデータのフォレンジック調査を行う、デジタル・フォレンジックの一部門である。調査では、データベースの内容、ログファイル、およびRAM内のデータを使用してタイムラインを作成、または関連情報の復元を行う。