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Publicado: 26 de julio de 2011
情報と実世界
1. 2. 3. 4. 5. 6.
情報システム 利用者への情報提供 情報セキュリティ 知的財産 個人情報保護 データ圧縮と情報通信
1. 情報システム
情報システム
組織体（社会）の活動に必要な情報の収集・処 理・伝達・利用に関わる仕組み 具体例
予約・購入システム 金融・証券システム 遠隔医療システム 地理情報システム POSシステム 交通改札システム（SUICA/ICOCA/PASMO） …
具体例 (1): POSシステム
販売情報集計
データ分析、 在庫・販売管理
POS = Point of Sales
具体例 (2): SUICA
具体例 (2): SUICA (続き)
情報システムの構成要素
サーバ群
データベース
インターネット （フロントエンド） （バックエンド）データセンタ
信頼性コンピューティング (1)
ハードウェア 障害 ソフトウェア バグ 外部からの 攻撃
サーバ群
データベース
インターネット （フロントエンド） （バックエンド） データセンタ
Dependable Computing
• 銀行・ATM システムのダウン • 東証・証券取引システムのダウン • 航空機予約システムのダウン
信頼性コンピューティング (2)
Dependable Computing
信頼性コンピューティング (3)
物理的脅威に対する対策
システム二重化、無停電電源装置、耐震設計
外部からの不正アクセス対策
ファイヤウォールによるフィルタリング、ウィルス 対策ソフトウェア、プロキシサーバ
人的対策
セキュリティポリシーの確立、セキュリティ管理 体制の強化、セキュリティ教育信頼性・安全性の高いソフトウェア開発
形式手法（Formal Method）、マイクロリブート、 障害検知・遮蔽ミドルウェア
Dependable Computing
省電力コンピューティング (1)
消費電力（億kWh）
データセンタ
1500 1000 500 0
2000年から倍増 米国内総消費電力の 1.2%
2000
2005
2000
2005
米国 世界 データセンタの消費電力 （LBNL調査）
ソフトウェア
ハードウェア
Green Computing
省電力コンピューティング (2)
照明等 3% 無停電 電源装置 15% 空調・冷却装置 20% サーバ、 ネットワーク装置 62%
SprayCool
水蒸気を噴霧して冷却
データセンタの消費電力の内訳（日経エレクトロニクス 2006年11月） その他 6% 冷却ファン 13% ＡＣ・ＤＣ コンバータ １９% マイクロ プロセッサ ３３% メモリ 29%
サーバの消費電力の内訳 （日経エレクトロニクス 2006年11月）
サーバ内部
Green Computing
2. 利用者への情報提供
データベース
オンライン書店の例：
【個人情報】 パーソナライゼーション ワンクリック特許
書籍データベース
顧客データベース ユーザ インターネット amazon.co.jp
販売・出荷データベース 配送 書籍 注文 書籍
【SCM】 納期は短く、在庫は少なく
配送業者
出版社
データマイニング
大量のデータから、ある規則性を発見す るためのデータ解析処理 データベースからの知識発見（KDD: Knowledge Discoveryfrom Database） データマイニングの要素技術
データベース 機械学習（Machine Learning） 確率・統計
テキストマイニング
大量の文書情報の中から、質問に合致 する文書を発見 大量の文書情報の中で、文書間の関連 性を分析して分類し、何らかの知見を得 る（知識獲得） 文書内の単語の抽出 ⇒ 単語の共起性 （出現頻度）評価 ⇒ 文書間の関連度の 計算
パーソナライゼーション (1)
顧客に提供する情報のカスタマイズ プロファイリング
個人情報（年齢、性別など）、検索履歴、購入履 歴などに基づく推奨
協調フィルタリング
仮定： 似た商品を買う人、似た評価をする人同 士の嗜好は近い 計算： 購入履歴・評価履歴などをベクトル（嗜好 ベクトル）化して距離計算 距離が小さい＝嗜好が近い
パーソナライゼーション (2)
楽曲販売サイト音楽検索の例：
ナビゲート ユーザデータベース
ユーザ iPod, iTunes
インターネット
音楽検索サイト
視聴履歴 ⇒ 嗜好ベクトル
楽曲データベース
嗜好の近いユーザや楽曲の推薦
CDDB (CD Database) 数十万曲の楽曲情報を 格納するデータベース
Cookie (HTTP cookie)
サーバがクライアント情報を知るための 仕掛け
クライアント HTTP GET + cookie サーバ
HTTP PUT (data)
ユーザID、パスワードなどを暗号化して記載 cookie file 最初のアクセス時に作成、以降、保存
3. 情報セキュリティ
暗号化 (1)
共通鍵暗号（秘密鍵暗号）
平文 （送りたいデータ） 暗号化 暗号文 （暗号化したデータ） 復号化 平文（送られたデータ）
Bさん
Aさん
秘密鍵（AさんとBさんで共通） 弱点(1) AさんとBさんで共通の秘密鍵をやり取りするのが難しい。 弱点(2) 相手毎に秘密鍵を用意する必要がある。
暗号化 (2)
公開鍵暗号
平文 （送りたいデータ） 暗号化 暗号文 （暗号化したデータ） 復号化 平文 （送られたデータ）
Bさん Aさんの公開鍵 ⇒ ネット上などで公開（PGP鍵など） Aさんの秘密鍵 （非公開）
Aさん
弱点(1) AさんとBさんで共通の秘密鍵をやり取りするのが難しい ⇒ 不要 弱点(2) 相手毎に秘密鍵を用意する必要がある ⇒ 不要
デジタル署名
電子証明書（公開鍵暗号の応用）
平文 （送りたいデータ） 暗号文 （暗号化したデータ） 暗号化＝署名 復号化 平文 （送られたデータ）
Aさん Aさんの秘密鍵 （非公開） Aさんの公開鍵 ⇒ネット上などで公開（PGP鍵など）
Bさん
Bさんは、Aさんが文書の作成者であることを確認し、かつ、文書が改ざん されていないことを確認。
SSL (Secure Socket Layer)
https://...
サーバの公開鍵 クライアント サーバ証明書
（by デジタル署名）
サーバ
共通鍵生成
（by 公開鍵暗号）
暗号化通信
パスワード、クレジットカード番号、等 （by 秘密鍵暗号）
迷惑メール (1)
スパム（メール）： 受信者の意向を無視して無 差別かつ大量に送信される電子メール ワンクリック（詐欺）： 電子メール内のURLをク リックするとウェブページを開き、多額の支払い を求める詐欺 フィッシング（詐欺）： 偽のウェブサイトを開き、 クレジットカード番号や個人情報を盗み出そう とする詐欺 ウィルス（メール）：コンピュータウィルスが添付 されたメール、及び、ウィルスやワームが無差 別に発信するメール。
迷惑メール (2)
迷惑メール対策
メールソフトのスパムフィルタ
• キーワード登録 • メールアドレス登録 • ベイジアンフィルタ（ベイズ学習）
コラボレーション型フィルタ（GMailなど）
• コミュニティからのフィードバック
ブラックリスト
• スパムメールを転送する（第三者中継する） メールサーバのリスト作成と受信拒否
4. 知的財産
知的財産
知識や思考力を使った精神的な創作活 動、知的な活動で生み出された創作物、 財産的な価値を持つ情報、のこと。 発明、科学的発見、デザイン、商標、文 芸・学術・美術・音楽作品、プログラム、 など
知的財産権
知的財産権（知的財産基本法） 産業財産権 特許権（特許法） → 発明 実用新案権（実用新案法） → 物品の形状など 意匠権（意匠法） → 工業デザイン商標権（商標法） → ブランド 著作権（著作権法） → 文芸、学術、美術、音楽など ドメイン名など（不正競争防止法）
産業財産権
特許: 新規で有用な技術を公開した発明者ま たは特許出願人に対して、その公開の代償と して、一定期間その発明を独占的に使用でき る権利（出願日から２０年） 実用新案: 物品の形状、構造、組み合わせに 係る考案を独占排他的に実施する権利（出願 日から１０年） 意匠: 新規性と創作性があり、美感を起こさせ る外観を有する物品の形状・模様・色彩のデザ インの創作についての権利（登録日から２０年） 商標: 商品や役務（サービス）の出所を需要者 に伝達するための標識（登録日から１０年、更 新可能） → ブランド化 → 財産化
商標（ブランド）
【立体商標の例】...
1. 2. 3. 4. 5. 6.
情報システム 利用者への情報提供 情報セキュリティ 知的財産 個人情報保護 データ圧縮と情報通信
1. 情報システム
情報システム
組織体（社会）の活動に必要な情報の収集・処 理・伝達・利用に関わる仕組み 具体例
予約・購入システム 金融・証券システム 遠隔医療システム 地理情報システム POSシステム 交通改札システム（SUICA/ICOCA/PASMO） …
具体例 (1): POSシステム
販売情報集計
データ分析、 在庫・販売管理
POS = Point of Sales
具体例 (2): SUICA
具体例 (2): SUICA (続き)
情報システムの構成要素
サーバ群
データベース
インターネット （フロントエンド） （バックエンド）データセンタ
信頼性コンピューティング (1)
ハードウェア 障害 ソフトウェア バグ 外部からの 攻撃
サーバ群
データベース
インターネット （フロントエンド） （バックエンド） データセンタ
Dependable Computing
• 銀行・ATM システムのダウン • 東証・証券取引システムのダウン • 航空機予約システムのダウン
信頼性コンピューティング (2)
Dependable Computing
信頼性コンピューティング (3)
物理的脅威に対する対策
システム二重化、無停電電源装置、耐震設計
外部からの不正アクセス対策
ファイヤウォールによるフィルタリング、ウィルス 対策ソフトウェア、プロキシサーバ
人的対策
セキュリティポリシーの確立、セキュリティ管理 体制の強化、セキュリティ教育信頼性・安全性の高いソフトウェア開発
形式手法（Formal Method）、マイクロリブート、 障害検知・遮蔽ミドルウェア
Dependable Computing
省電力コンピューティング (1)
消費電力（億kWh）
データセンタ
1500 1000 500 0
2000年から倍増 米国内総消費電力の 1.2%
2000
2005
2000
2005
米国 世界 データセンタの消費電力 （LBNL調査）
ソフトウェア
ハードウェア
Green Computing
省電力コンピューティング (2)
照明等 3% 無停電 電源装置 15% 空調・冷却装置 20% サーバ、 ネットワーク装置 62%
SprayCool
水蒸気を噴霧して冷却
データセンタの消費電力の内訳（日経エレクトロニクス 2006年11月） その他 6% 冷却ファン 13% ＡＣ・ＤＣ コンバータ １９% マイクロ プロセッサ ３３% メモリ 29%
サーバの消費電力の内訳 （日経エレクトロニクス 2006年11月）
サーバ内部
Green Computing
2. 利用者への情報提供
データベース
オンライン書店の例：
【個人情報】 パーソナライゼーション ワンクリック特許
書籍データベース
顧客データベース ユーザ インターネット amazon.co.jp
販売・出荷データベース 配送 書籍 注文 書籍
【SCM】 納期は短く、在庫は少なく
配送業者
出版社
データマイニング
大量のデータから、ある規則性を発見す るためのデータ解析処理 データベースからの知識発見（KDD: Knowledge Discoveryfrom Database） データマイニングの要素技術
データベース 機械学習（Machine Learning） 確率・統計
テキストマイニング
大量の文書情報の中から、質問に合致 する文書を発見 大量の文書情報の中で、文書間の関連 性を分析して分類し、何らかの知見を得 る（知識獲得） 文書内の単語の抽出 ⇒ 単語の共起性 （出現頻度）評価 ⇒ 文書間の関連度の 計算
パーソナライゼーション (1)
顧客に提供する情報のカスタマイズ プロファイリング
個人情報（年齢、性別など）、検索履歴、購入履 歴などに基づく推奨
協調フィルタリング
仮定： 似た商品を買う人、似た評価をする人同 士の嗜好は近い 計算： 購入履歴・評価履歴などをベクトル（嗜好 ベクトル）化して距離計算 距離が小さい＝嗜好が近い
パーソナライゼーション (2)
楽曲販売サイト音楽検索の例：
ナビゲート ユーザデータベース
ユーザ iPod, iTunes
インターネット
音楽検索サイト
視聴履歴 ⇒ 嗜好ベクトル
楽曲データベース
嗜好の近いユーザや楽曲の推薦
CDDB (CD Database) 数十万曲の楽曲情報を 格納するデータベース
Cookie (HTTP cookie)
サーバがクライアント情報を知るための 仕掛け
クライアント HTTP GET + cookie サーバ
HTTP PUT (data)
ユーザID、パスワードなどを暗号化して記載 cookie file 最初のアクセス時に作成、以降、保存
3. 情報セキュリティ
暗号化 (1)
共通鍵暗号（秘密鍵暗号）
平文 （送りたいデータ） 暗号化 暗号文 （暗号化したデータ） 復号化 平文（送られたデータ）
Bさん
Aさん
秘密鍵（AさんとBさんで共通） 弱点(1) AさんとBさんで共通の秘密鍵をやり取りするのが難しい。 弱点(2) 相手毎に秘密鍵を用意する必要がある。
暗号化 (2)
公開鍵暗号
平文 （送りたいデータ） 暗号化 暗号文 （暗号化したデータ） 復号化 平文 （送られたデータ）
Bさん Aさんの公開鍵 ⇒ ネット上などで公開（PGP鍵など） Aさんの秘密鍵 （非公開）
Aさん
弱点(1) AさんとBさんで共通の秘密鍵をやり取りするのが難しい ⇒ 不要 弱点(2) 相手毎に秘密鍵を用意する必要がある ⇒ 不要
デジタル署名
電子証明書（公開鍵暗号の応用）
平文 （送りたいデータ） 暗号文 （暗号化したデータ） 暗号化＝署名 復号化 平文 （送られたデータ）
Aさん Aさんの秘密鍵 （非公開） Aさんの公開鍵 ⇒ネット上などで公開（PGP鍵など）
Bさん
Bさんは、Aさんが文書の作成者であることを確認し、かつ、文書が改ざん されていないことを確認。
SSL (Secure Socket Layer)
https://...
サーバの公開鍵 クライアント サーバ証明書
（by デジタル署名）
サーバ
共通鍵生成
（by 公開鍵暗号）
暗号化通信
パスワード、クレジットカード番号、等 （by 秘密鍵暗号）
迷惑メール (1)
スパム（メール）： 受信者の意向を無視して無 差別かつ大量に送信される電子メール ワンクリック（詐欺）： 電子メール内のURLをク リックするとウェブページを開き、多額の支払い を求める詐欺 フィッシング（詐欺）： 偽のウェブサイトを開き、 クレジットカード番号や個人情報を盗み出そう とする詐欺 ウィルス（メール）：コンピュータウィルスが添付 されたメール、及び、ウィルスやワームが無差 別に発信するメール。
迷惑メール (2)
迷惑メール対策
メールソフトのスパムフィルタ
• キーワード登録 • メールアドレス登録 • ベイジアンフィルタ（ベイズ学習）
コラボレーション型フィルタ（GMailなど）
• コミュニティからのフィードバック
ブラックリスト
• スパムメールを転送する（第三者中継する） メールサーバのリスト作成と受信拒否
4. 知的財産
知的財産
知識や思考力を使った精神的な創作活 動、知的な活動で生み出された創作物、 財産的な価値を持つ情報、のこと。 発明、科学的発見、デザイン、商標、文 芸・学術・美術・音楽作品、プログラム、 など
知的財産権
知的財産権（知的財産基本法） 産業財産権 特許権（特許法） → 発明 実用新案権（実用新案法） → 物品の形状など 意匠権（意匠法） → 工業デザイン商標権（商標法） → ブランド 著作権（著作権法） → 文芸、学術、美術、音楽など ドメイン名など（不正競争防止法）
産業財産権
特許: 新規で有用な技術を公開した発明者ま たは特許出願人に対して、その公開の代償と して、一定期間その発明を独占的に使用でき る権利（出願日から２０年） 実用新案: 物品の形状、構造、組み合わせに 係る考案を独占排他的に実施する権利（出願 日から１０年） 意匠: 新規性と創作性があり、美感を起こさせ る外観を有する物品の形状・模様・色彩のデザ インの創作についての権利（登録日から２０年） 商標: 商品や役務（サービス）の出所を需要者 に伝達するための標識（登録日から１０年、更 新可能） → ブランド化 → 財産化
商標（ブランド）
【立体商標の例】...
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