ネットワークの仕組みとセキュリティ
TCP/IP、暗号化の基礎、サイバーセキュリティの考え方。
- パケット通信とプロトコルの役割を説明できる
- 暗号化・認証の基本的な仕組みを説明できる
ネットワークの基礎
- データはパケットに分割して送られ、受信側で再構成される
- IPアドレスで宛先を指定し、ドメイン名は DNS が IP に変換する
- HTTP(S), SMTP, DNS などのプロトコル（通信の約束事）が階層的に組み合わさる
暗号とセキュリティ
| 技術 | 仕組み | 用途 |
|---|---|---|
| 共通鍵暗号 | 暗号化と復号に同じ鍵 | 高速。鍵の配送が課題 |
| 公開鍵暗号技術 | 暗号化では公開鍵と秘密鍵の対を利用。署名や鍵共有にも関連技術を使う | 相手の認証・安全な鍵共有など |
| 暗号学的ハッシュ関数 | 入力から固定長の値を計算。元の入力の復元は困難 | 信頼できる値との照合による整合性確認 |
- 脅威への対策: マルウェア対策、フィッシングへの注意、多要素認証
- 情報モラル: 著作権・肖像権の尊重、個人情報の取り扱い、ネットいじめへの対処
HTTPS が HTTP より安全である理由を、暗号の観点から説明せよ。
解答・解説
HTTPS は HTTP を TLS で保護します。証明書などで接続先を認証し、安全に共有した鍵による**共通鍵暗号**で通信内容を暗号化して、改ざんも検知します。公開鍵暗号技術は主に認証や鍵共有に関わり、本文すべてを公開鍵暗号で送るわけではありません。
通信の役割を分けて考える
DNS は名前に対応する IP アドレスなどを調べ、IP はパケットの宛先や経路選択に関わります。TCP は順序の調整や再送によって信頼性のある配送を提供します。すべての通信が TCP を使うわけではありません。例えば HTTP/3 は UDP 上の QUIC を利用します。
20 MB のファイルを 40 Mbps で送る理想的な所要時間を求めよ。1 MB = 100万バイト、1バイト = 8ビットとし、付加情報や待ち時間は無視する。
解答・解説
20 MB = 160 Mbit なので、160 ÷ 40 = **4秒**。実際は通信の付加情報や混雑があるため、この条件の理想値より長くなることがあります。
DNS と TCP の役割の違いを説明せよ。
解答・解説
DNS は名前に対応するアドレスなどを調べる仕組み。TCP はデータの順序をそろえ、欠落時に再送するなど、信頼性のある配送を担う仕組みです。
10 MB のデータを 20 Mbps で送る理想的な時間は何秒か。例題と同じ単位・条件とする。
解答・解説
10 × 8 ÷ 20 = **4秒**。MB はバイト、Mbps は毎秒のビット数なので、8倍して単位をそろえます。
「HTTPS のサイトなら個人情報を入力しても必ず安全」という説明は正しいか。
解答・解説
誤り。HTTPS は通信路を保護しますが、偽の案内や不適切な情報収集まで防ぐものではありません。公式の案内から接続先を確認し、不要な情報は入力しないことが大切です。