| 研究課題/領域番号 |
18K02917
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| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
村上 恭通 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (50368172)
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| 研究分担者 |
岡崎 裕之 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (50432167)
布田 裕一 東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 准教授 (50706223)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 情報セキュリティ人材育成 / 暗号技術学習支援 / eラーニングシステム / 形式的暗号プロトコル安全性検証ツール / CAI教材 / Proverif / Moodle / Virtual Programming Lab |
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| 研究実績の概要 |
我が国において情報セキュリティ人材の育成は急務である。暗号技術は情報セキュリティを実現するための基盤要素であり、暗号を専門とする研究者や技術者のみならずネットワークエンジニアや運用者にとっても暗号技術に関する知識の習得は必須である。形式的暗号プロトコル安全性検証ツールを用いることにより、既存の教材では実現し得ないような実際の暗号技術の動作や攻撃を、学習者が設定した暗号システム上でシミュレーションしながらインタラクティブに学べる。このツールを用いた教材システムを開発することで、学習効果のより高い教材を実現できるため、本研究課題の成果は暗号技術の基礎知識を身に着けたセキュリティ技術者の育成に大きく貢献できる。
本研究課題を遂行するために、(1)個々の暗号技術とその学習教材の開発、(2)暗号技術の組み合わせによる暗号プロトコルの構成に関する学習教材の開発、(3)上記(1),(2)を統合する教育用ユーザインタフェースおよび教材システム開発と評価、を行う予定である。
本年度は、(1)については、形式化を平成30年度の成果をもとに、暗号学的ハッシュ関数の構成法であるMD変換や、ブロック暗号の利用モードなどのより具体的な暗号技術の形式化を行った。(2)の暗号技術の組み合わせの教材については、学生の教育効果を考慮して、穴埋め問題、デバッグ問題などさまざまな出題方法を比較、検討中である。(3)については、平成30年度に試作したeラーニングシステムを構築し、外部からコンテンツの導入や開発ができる環境を整え、複数端末による負荷試験についても行っているところである。さらに、開発したeラーニングコンテンツ及びシステムを、外部のクラウドサービスへ適用する試みを実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題を遂行するために、(1)個々の暗号技術とその学習教材の開発、(2)暗号技術の組み合わせによる暗号プロトコルの構成に関する学習教材の開発、(3)上記(1),(2)を統合する教育用ユーザインタフェースおよび教材システム開発と評価、を行う予定である。
令和元年度は、(1)については、形式化を平成30年度の成果をもとに、暗号学的ハッシュ関数の構成法であるMD変換や、ブロック暗号の利用モードなどのより具体的な暗号技術の形式化を行った。また、平成30年度に第5回 実践的IT教育シンポジウム rePiT2019 in 愛媛（ソフトウェア科学会、enPit2共催）において発表し、優秀教育実践賞を受賞した成果を日本ソフトウェア科学会「コンピュータソフトウェア」rePit特集号に論文投稿し、掲載された。(2)の暗号技術の組み合わせの教材については、学生自身に一から記述させることは困難であるため、穴埋め問題、デバッグ問題などさまざまな出題方法を比較、検討中である。(3)については、平成30年度に試作したeラーニングシステムを本年度に購入したサーバを構築し、共同研究者により外部からネットワーク経由でコンテンツの導入や開発ができる環境を整えることができた。また、20台の端末による同時接続を行い、動作することを確認した。さらに、開発したeラーニングコンテンツを外部のクラウドサービスで提供する試みに着手したところである。
本成果の元となった演習は現在も継続中である。今回のコロナ禍において、本システムは有効であると考えられるので、オンライン化の対応を前倒して推し進める準備をしていることろである。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題を遂行するためには、前述のように (1)個々の暗号技術とその学習教材の開発、(2)暗号技術の組み合わせによる暗号プロトコルの構成に関する学習教材の開発、(3)上記(1),(2)を統合する教育用ユーザインタフェースおよび教材システム開発と評価、を行う必要がある。
(1)については、平成30年度に基本的な暗号機能の形式化を行なった。令和元年度は、(1)で開発したProverifによる暗号機能の形式化を教材とする実践的教育をさらに発展させる予定である。(2)については、現在まだコンテンツが充実していないので、令和元年度には、(2)の暗号技術の組み合わせによる暗号プロトコルの構成に関する学習コンテンツの開発を行い、コンテンツを充実させていく予定である。(3)については、平成30年度に試作したeラーニングシステムのプロトタイプに対して、外部公開することができたので、さらに接続端末数を増やして実用的な負荷に耐え得るか否かを検証する予定である。また、予算が許せばさらにサーバを追加して、システムの負荷を分散する構成についても検討する予定である。
また、申請者等が担当する情報セキュリティに関連する講義やゼミ等の実際の教育現場において、本研究で開発したCAI教材を利用した授業を行い、本教材の教育効果を評価し、随時フィードバックして更に改善を進める。現在のコロナ禍による遠隔授業への対応経験により、オンライン化には更にコンテンツを強化する必要性を感じている。当初計画していた教材作成に加え、講義部分の動画作成などを行っていく予定である。
本研究で開発したコンテンツを用いて、平成30年度に信州大学で行ったCAI教材によらない演習と令和元年度以降に行ったCAI教材システムによる演習について、学生によるアンケートや成績等を比較することにより、本研究のCAI教材システムの教育効果を評価する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
教員退職に伴う備品移管により購入予定であった計算機を確保できたこと、および感染症対策のために予定していた学会や研究打ち合わせ等の出張がキャンセルまたはオンライン開催となったため。
研究成果の公表のための国際会議投稿件数を当初予定より増やして旅費として使用すること、システム環境を強化するための計算機の購入、研究成果公表用パンフレットやWebサイトの作成等に使用する。
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