Cisco Systems JapanAdvent Calendar 2023

計算と通信と#2

Last updated at 2023-12-20Posted at 2023-12-20

はじめに

この記事は、シスコシステムズ合同会社の同士による Cisco Systems Japan Advent Calendar 2023 の 21 日目として投稿しています。

2019年からの参加しており今年で5年目になります。去年に引き続き読み物の投稿をしてみようと思います。
いろいろなご意見があると思いますが、年末の軽い読み物としてお楽しみいただけましたら幸いです。

今回新たな試みとしてChatGPT4.0を用いて記事を執筆し、それに対してツッコミを入れるという形式をとっています。もしよろしければそのあたりもお楽しみください。ツッコミは[ktsustum]でコメントしています。

この記事の内容

そもそもこの記事は？
コンピューティングとネットワーキングの歴史的融合
AIと機械学習がセキュリティに与える影響
量子コンピューティングの基本原理とセキュリティへの応用
オープンローミング技術の概要とセキュリティ上の利点と課題
シスコのセキュリティソリューションの概要
サイバーセキュリティの脅威と対策
データプライバシーの重要性と保護方法
ネットワークの脆弱性とその対策
シスコのセキュリティ製品とサービスの比較
IT業界におけるシスコの影響と将来の展望

そもそもこの記事は？

この記事は2022年のCisco Advent Calendarで執筆いたしました計算と通信と - その１の続きになります。
特徴としてはChatGPT4.0を用いて、前回の記事の続きを電子情報通信学会ソサエティ大会2023 EXPOにてCiscoとして初出展した際の内容（Networking for AI, Cisco Quantum Lab, Open Roaming）も併せて記述したものです。
作図もMermaidを用いてChatGPTに行わせております。
記事作成に当たっては見出しを作成し、それぞれに1枚ずつ図表を作成するという指示をしています。今回は10個の見出しが作成されています。

結論から申し上げますと、いきなり自身に満ち溢れたりと若干唐突感のある構成になっています。最後のまとめも無理矢理感のあるものになっております。プロンプト・入力データ・モデル様々な要素があると思いますので、今後このTransformerがどれだけ発展していくのかは動向を追いたいと思います。

コンピューティングとネットワーキングの歴史的融合

コンピューティングとネットワーキングの歴史は、革新と進化の物語です。1940年代、コンピューターは巨大な機械で、一般の人々がアクセスすることはほとんどありませんでした。最初のプログラム可能なデジタルコンピューター「コロッサス」は、第二次世界大戦中に暗号解読のために使用されました。これに続き、1946年にはENIACが登場し、一般的な用途に使われる最初の電子デジタルコンピューターとなりました。

1960年代に入ると、コンピューティングの世界は大きな変革を遂げます。1969年にはARPANETが稼働を開始し、異なるコンピューター間のネットワーキングの基礎を築きました。これは後にインターネットの基盤となります。1970年代には、イーサネット技術が開発され、ローカルエリアネットワーク（LAN）の普及に大きく貢献しました。

1980年代には、IBM PCが登場し、パーソナルコンピューティングの時代が幕を開けます。この時代には、コンピューターがより小型化され、一般家庭にも普及し始めました。1991年には、世界初のウェブサイトが公開され、インターネットの利用が一般化し始めます。

2000年代に入ると、スマートフォンの登場やクラウドコンピューティングの台頭により、コンピューティングとネットワーキングはさらに密接な関係となりました。2007年のiPhoneの登場は、スマートフォン革命の始まりを告げ、人々の生活に深く根ざすようになりました。また、クラウドコンピューティングの普及により、データの保存や処理がインターネット上で行われるようになり、情報アクセスの方法が大きく変わりました。

このように、コンピューティングとネットワーキングの歴史は、技術革新の連続であり、私たちの生活や働き方に大きな影響を与えてきました。今後もこの分野は進化し続け、新たな可能性を切り開いていくことでしょう。

[ktsutsum]
確かにその通りですね。Chartはコンピューティングとネットワーキングの歴史であって融合かどうかは判断が分かれるところでありましょうか。

AIと機械学習がセキュリティに与える影響

現代のセキュリティ環境は、AI（人工知能）と機械学習の技術によって大きく変革されています。これらの技術は、セキュリティシステムをより賢く、迅速に、そして効果的にするために利用されています。

AIと機械学習は、まずデータ分析と予測においてその力を発揮します。大量のデータを分析し、異常なパターンや潜在的な脅威を特定することが可能になります。これにより、未知の脅威やゼロデイ攻撃に対しても迅速に対応することができます。

また、AIは自動化された応答を可能にし、セキュリティインシデントへの対応時間を大幅に短縮します。例えば、機械学習アルゴリズムは、ネットワーク上の異常な動きを検出し、自動的に適切な対策を講じることができます。

AIのパターン認識能力は、異常検知にも役立ちます。通常のネットワークトラフィックとは異なる動きを検出し、未知の攻撃や内部からの脅威を早期に発見することが可能です。これにより、セキュリティシステムはより適応的で、進化する脅威に対応できるようになります。

さらに、AIと機械学習は、セキュリティ対策の精度を高め、誤検知を減らすことにも貢献します。これにより、セキュリティチームは実際の脅威に集中し、無駄なアラートに時間を費やすことなく効率的に作業を進めることができます。

最終的に、AIと機械学習は、セキュリティの全体的な姿勢を強化し、より堅牢なセキュリティ環境を構築することに貢献します。これにより、組織はサイバー脅威に対してより強固に対抗できるようになります。

[ktsutsum]
若干前触れなくAIと機械学習とセキュリティとがでてきましたね。AI for Security, Security for AIどちらも重要な概念ですが、学会出展内容の影響もあるのでしょうか。

量子コンピューティングの基本原理とセキュリティへの応用

量子コンピューティングは、従来のコンピューティングとは根本的に異なるアプローチを取り、コンピューター科学とセキュリティの分野に革命をもたらしています。量子コンピューティングの核心は「量子ビット」または「キュービット」にあります。キュービットは、従来のビットとは異なり、0と1の状態を同時に取ることができる「重ね合わせ」という性質を持っています。さらに、キュービット間の「量子もつれ」により、複数のキュービットが互いに密接に関連し合うことが可能になります。

この重ね合わせともつれの性質により、量子コンピューターは膨大な計算を並列で行うことができ、特定の種類の問題に対しては従来のコンピューターよりもはるかに高速に解を見つけることができます。例えば、ショアのアルゴリズムは量子コンピューターを使用して大きな数の素因数分解を効率的に行うことができ、グローバーのアルゴリズムはデータベース検索を高速化します。

セキュリティ分野において、量子コンピューティングは特に暗号化技術に大きな影響を与えています。現在広く使用されている公開鍵暗号システムは、大きな数の素因数分解が困難であることに基づいていますが、量子コンピューターはこの問題を効率的に解くことができるため、これらの暗号システムの安全性が脅かされます。

一方で、量子コンピューティングは「量子鍵配送」などの新たなセキュリティ手法を可能にします。量子鍵配送は、量子もつれと重ね合わせの原理を利用して、盗聴されることなく暗号鍵を配送する方法です。これにより、盗聴された場合には鍵が自動的に変化し、通信の安全性が保証されます。

しかし、量子コンピューティングはまだ発展途上の技術であり、実用的な量子コンピューターの開発には多くの技術的課題が存在します。また、量子コンピューティングによるセキュリティへの影響は、今後数十年にわたって徐々に現れると予想されています。

[ktsutsum]
完全に学会出展からの内容ですね。CiscoではIBMが提唱しているQVを実用的な値である210QV達成のため量子フォトニクス技術を研究しています。これはこれまでにフォトニクス製造の分野で培った技術を利用するためです。ただし実現のためにはコヒーレント・パルス量子のスクイーズ率を18dBに改善する必要があります。これには現状のハードウェア品質を向上させる必要があります。
詳しくはReferenceの資料をご覧いただければと思います。

オープンローミング技術の概要とセキュリティ上の利点と課題

オープンローミング技術は、ユーザーが異なるWi-Fiネットワーク間をシームレスに移動することを可能にする革新的な技術です。この技術は、特に公共の場所や大規模な施設でのWi-Fiアクセスの利便性を高めることを目的としています。

オープンローミングの主な特徴は、ユーザーが一度認証を行うだけで、異なるWi-Fiネットワークに自動的に接続できることです。これにより、ユーザーはWi-Fiネットワークを手動で選択し、パスワードを入力する手間を省くことができます。また、オープンローミングは、アイデンティティプロバイダーを通じて安全な認証を提供し、ユーザーのデータ保護を強化します。

セキュリティの観点から見ると、オープンローミングはいくつかの重要な利点を提供します。まず、安全な認証メカニズムにより、不正アクセスやデータ漏洩のリスクを減少させることができます。また、ユーザーが安全でない公共のWi-Fiネットワークを使用することを避けることができるため、セキュリティ上の脅威を回避することが可能です。

しかし、オープンローミング技術にはいくつかの課題も存在します。例えば、異なるネットワークプロバイダー間での互換性の問題や、ネットワークの品質とセキュリティ基準の違いが挙げられます。また、ユーザーのプライバシー保護に関する懸念もあり、ユーザーのデータがどのように収集、使用されるかについて透明性を確保する必要があります。

オープンローミング技術は、Wi-Fiアクセスの未来を形作る重要な要素の一つですが、その普及と成長には、技術的な課題とセキュリティ上の懸念を克服する必要があります。この技術が提供する利便性とセキュリティのバランスを適切に取ることが、その成功の鍵となるでしょう。

[ktsutsum]
これも学会出典からの内容ですね。Ciscoでは、RADIUS/RADSEC/PKI/TLS（RFC 2865/3579/5280/6614）、IEEE 802.1X、802.11、WFA WPA2/WPA3など、IETF、IEEE802、Wi-Fi Alliance（WFA）で開発された技術を基に、Open Roamingの開発を進めていましたが、より中立で広範なエコシステムを形成するために、その技術をWBA（Wire-less Broadband Alliance）に移管し、技術検討や展開、普及活動を行っています。

安全性とプライバシーについてですが、OpenRoaming は、RadSec 、EAP-Transport Layer Security （EAP-TLS ）、EAP-Tunneled TLS （EAP-TTLS ）、EAP-Authentication and Key Agreement （AKA ）などの安全な認証プロトコルを活用し、すべての認証トラフィックは TLS で暗号化されます。また、WPA2 エンタープライズまたは WPA3 無線暗号化を利用しているため、エンタープライズグレードの保護が提供されます。

email addressの秘匿など、プライバシー保護の観点からも、Open Roamingではプライバシーが最初からアーキテクチャに組み込まれています。

シスコのセキュリティソリューションの概要

シスコは、世界をリードするネットワーキング技術企業であり、そのセキュリティソリューションは業界で高く評価されています。シスコのセキュリティ製品は、ネットワークセキュリティ、クラウドセキュリティ、エンドポイントセキュリティ、アプリケーションセキュリティなど、幅広い範囲をカバーしています。

ネットワークセキュリティにおいて、シスコはファイアウォール、VPN、侵入防止システムなどの製品を提供しています。これらの製品は、ネットワークを外部の脅威から守るとともに、内部からのデータ漏洩を防ぐための重要な役割を果たします。

クラウドセキュリティの分野では、シスコはCloudLockやUmbrellaなどの製品を通じて、クラウド環境のセキュリティを強化しています。これらの製品は、クラウドアプリケーションの安全な使用を保証し、クラウドベースのデータを保護します。

エンドポイントセキュリティに関しては、シスコのAMP（Advanced Malware Protection）やDuoなどのソリューションが、マルウェアからの保護や多要素認証を提供し、エンドポイントデバイスのセキュリティを強化します。

また、アプリケーションセキュリティにおいては、AppDynamicsやTetrationなどの製品が、アプリケーションのパフォーマンス監視やワークロード保護を行い、アプリケーションレベルでのセキュリティを確保します。

シスコのセキュリティソリューションは、組織が直面する多様なセキュリティ課題に対応するための包括的なアプローチを提供します。これらのソリューションは、最新の脅威インテリジェンスと高度な分析機能を組み合わせることで、組織のセキュリティポスチャを強化し、サイバー攻撃からの保護を実現します。

[ktsutsum]
唐突にシスコセキュリティソリューションが出てきましたね。しかもめちゃくちゃ自信に溢れている感じです。

サイバーセキュリティの脅威と対策

サイバーセキュリティは、デジタル時代における最も重要な課題の一つです。サイバー攻撃は日々進化し、企業や個人は常に新たな脅威に直面しています。この記事では、現代のサイバーセキュリティの脅威と、それらに対抗するための対策について探ります。

マルウェア：マルウェアは、ウイルス、ワーム、トロイの木馬など、悪意のあるソフトウェアを指します。これらはシステムに侵入し、データを盗んだり、システムを破壊したりすることができます。対策としては、アンチウイルスソフトウェアの使用や、定期的なセキュリティアップデートが効果的です。

フィッシング：フィッシング攻撃は、偽のメールやウェブサイトを通じて個人情報を盗む詐欺行為です。ユーザーは、不審なメールやリンクに注意し、情報の入力前に送信元の正当性を確認する必要があります。

ランサムウェア：ランサムウェアは、被害者のデータを暗号化し、身代金を要求するマルウェアの一種です。定期的なバックアップとセキュリティパッチの適用が、ランサムウェアから身を守るための鍵となります。

DDoS攻撃：分散型サービス拒否（DDoS）攻撃は、サーバーに過剰なトラフィックを送り込み、サービスを停止させる攻撃です。ネットワークのセキュリティ強化とトラフィックの監視が重要です。

インサイダー脅威：従業員や関係者によるデータ漏洩や破壊行為も大きな脅威です。アクセス管理と従業員のセキュリティ教育が対策として有効です。

これらの脅威に対抗するためには、技術的な対策だけでなく、従業員の教育や組織全体のセキュリティ意識の向上も必要です。サイバーセキュリティは、単なる技術問題ではなく、組織全体の取り組みが求められる課題であることを理解することが重要です。

[ktsutsum]
なにか順番が逆な気がするのですが、、、このセクション以降3セクションがセキュリティに関する背景を述べていますね。セキュリティというと範囲が広く往々にして記述がぼやけてしまうのですが、CIAトライアドの観点から整理すると、ここで記載されているのはそれぞれに対するリスクですね。リスク分析の手法としては代表的なものにNIST SP800-30があります。

システムの特徴づけ
脅威の特定
脆弱性の特定
コントロール分析
頻度の決定
影響分析
リスクの決定
コントロール推奨
結果の文書化
脅威分析手法等観点だとSTRIDEが挙げられると思います。

データプライバシーの重要性と保護方法

デジタル時代において、個人データのプライバシーは非常に重要な問題です。企業や組織は、顧客や従業員のデータを保護するために、さまざまな対策を講じる必要があります。

個人データの保護：個人データの保護は、ユーザーの信頼を獲得し、法的な規制に準拠するために不可欠です。データ暗号化や匿名化は、データが漏洩した場合のリスクを軽減します。暗号化はデータを読み取り不可能な形式に変換し、匿名化は個人を特定できないようにデータを加工します。

規制への準拠：GDPR（一般データ保護規則）やCCPA（カリフォルニア消費者プライバシー法）など、データプライバシーに関する法律は世界中で強化されています。これらの規制に準拠することは、法的な罰則を避けるだけでなく、顧客の信頼を獲得するためにも重要です。

ユーザー同意の管理：ユーザーからの明示的な同意なしにデータを収集または使用することは、多くの場合、法律違反となります。オプトインやオプトアウトのメカニズムを通じて、ユーザーにデータの使用方法を明確に伝え、同意を得ることが重要です。

データ漏洩の防止：セキュリティ監査やアクセスコントロールを通じて、データ漏洩のリスクを最小限に抑えることができます。定期的なセキュリティチェックと適切なアクセス管理は、不正アクセスや内部からのデータ漏洩を防ぐために不可欠です。

データプライバシーの保護は、単に法的な要件を満たすだけでなく、企業の評判を守り、顧客の信頼を維持するためにも重要です。データプライバシーに対する適切な対応は、企業の持続可能な成長と競争力の強化に寄与します。

[ktsutsum]
データプライバシーに関してはこの他にも業界ごと、例えば医療系であればHIPPAやHITECHなどがあります。

ネットワークの脆弱性とその対策

ネットワークの脆弱性は、サイバー攻撃者にとっての主な標的の一つです。企業や組織は、ネットワークのセキュリティを確保するために、さまざまな対策を講じる必要があります。

不正アクセスポイントの問題：不正アクセスポイントは、攻撃者がネットワークに侵入するための一般的な手段です。これを防ぐためには、セキュアなWi-Fiプロトコルの使用やVPNの導入が効果的です。これにより、データの傍受や改ざんを防ぐことができます。

古いソフトウェアのリスク：古いソフトウェアは、しばしばセキュリティの脆弱性を持っています。定期的なアップデートとパッチの適用は、これらの脆弱性を修正し、マルウェアの感染リスクを減らします。

弱い認証方法：弱い認証方法は、不正アクセスのリスクを高めます。強力なパスワードポリシーの実施や多要素認証（MFA）の導入により、認証プロセスを強化することができます。

ネットワークの誤設定：誤設定されたネットワークは、データ漏洩やサービスの中断を引き起こす可能性があります。ネットワーク監査と適切な設定により、これらのリスクを軽減することができます。

ネットワークのセキュリティは、単一の対策に依存するのではなく、多層的なアプローチが必要です。技術的な対策に加えて、従業員の教育やセキュリティポリシーの策定も重要です。ネットワークの脆弱性に対する継続的な監視と対応は、組織のセキュリティを強化し、サイバー攻撃から保護するために不可欠です。

[ktsutsum]
リスクの評価方法についてですね。評価方法は様々な手法がありますが、確率と被害を1~10で見積もり100段階で評価する腫瘍があります。DREAD評価やCVSS、シミュレーションであればPASTAなどです。

評価 = 確率_{1\sim10} \times 被害_{1\sim10}

シスコのセキュリティ製品とサービスの比較

シスコは、セキュリティ分野において幅広い製品とサービスを提供しており、それぞれが異なるセキュリティニーズに対応しています。この記事では、シスコの主要なセキュリティ製品とサービスを比較し、それぞれの特徴と利点を探ります。

ファイアウォール（ASA, Firepower）：シスコのファイアウォール製品は、ネットワークを外部の脅威から保護するための強力なツールです。ASAは伝統的なファイアウォール機能に加え、VPNサポートを提供します。Firepowerはより高度な脅威防御機能を備え、統合された侵入防止システム（IPS）と高度なマルウェア保護を提供します。

アイデンティティサービス（ISE, Duo）：ISE（Identity Services Engine）は、ネットワークアクセス制御とポリシー管理を提供し、ネットワーク内のデバイスの可視性とセキュリティを向上させます。Duoは多要素認証を提供し、リモートアクセスのセキュリティを強化します。

エンドポイント保護（AMP, Umbrella）：AMP（Advanced Malware Protection）は、マルウェアからの保護を提供し、エンドポイントのセキュリティを強化します。UmbrellaはDNSレベルでのセキュリティを提供し、インターネット上の脅威からユーザーを保護します。

ネットワークセキュリティ（Stealthwatch, SD-WAN）：Stealthwatchはネットワークトラフィックの監視を通じて、内部および外部の脅威を検出します。SD-WANは、分散型ネットワーク環境におけるセキュリティとパフォーマンスのバランスを最適化します。

クラウドセキュリティ（CloudLock, Tetration）：CloudLockはクラウドアプリケーションのセキュリティを強化し、データ漏洩や不正アクセスを防ぎます。Tetrationはクラウドデータセンターのセキュリティとマイクロセグメンテーションを提供し、クラウドインフラの保護を強化します。

これらの製品とサービスは、シスコのセキュリティポートフォリオの一部に過ぎませんが、組織が直面する多様なセキュリティ課題に対応するための強力なツールを提供します。シスコのセキュリティソリューションは、組織のセキュリティポスチャを強化し、サイバー攻撃からの保護を実現します。

[ktsutsum]
またシスコ製品の話に戻りましたね。4つ前のセクションは不要だった気がするのと若干Product Out寄りなところが気になります。また各製品ごとのの説明は良いものの、全体感が見えづらいかもしれないですね。

IT業界におけるシスコの影響と将来の展望

シスコシステムズは、IT業界における革新とリーダーシップで知られています。ネットワーキングハードウェア、ソフトウェア、および技術サービスの分野で広範な製品ラインを提供しており、世界中の企業や組織のデジタル変革を支援しています。

ネットワーキングソリューション：シスコは、ルーターやスイッチ、SD-WANなどのネットワーキングソリューションで業界をリードしています。これらの製品は、信頼性が高く、高度なネットワーキング機能を提供し、企業のネットワークインフラを強化します。

セキュリティ製品：シスコのセキュリティ製品は、ファイアウォール、サイバーセキュリティソリューション、侵入防止システムなど、包括的なセキュリティを提供します。これにより、企業はサイバー脅威から効果的に保護されます。

コラボレーションツール：Webexや統合コミュニケーションソリューションなど、シスコのコラボレーションツールは、リモートワークや分散チームの効率的なコミュニケーションを支援します。

データセンターテクノロジー：シスコのサーバーとストレージソリューションは、データセンターの近代化と効率化を推進します。これにより、企業はデータ処理能力を高め、ビジネスの柔軟性を向上させることができます。

IoTと自動化：IoTデバイスやネットワーク自動化ソリューションを通じて、シスコはスマートシティやインダストリー4.0の実現に貢献しています。

将来的には、シスコは5G、AI駆動のセキュリティ、ハイブリッドワーク環境、クラウド統合、スマートシティなどの分野でさらなる革新を推進すると期待されています。これらの技術は、企業のデジタル変革を加速し、新たなビジネスモデルの創出を可能にします。

シスコの製品とサービスは、IT業界における技術革新の先駆けとして、今後も重要な役割を果たし続けるでしょう。

[ktsutsum]
なにか壮大な話が始まりましたが大丈夫でしょうか。たしかにセキュリティはどの分野にも影響をしますよね。ただ、いい感じにまとめようとしていますが、これまでの文脈になかった要素が出てきており、唐突感が否めません。

まとめ

コンピューティングとネットワーキングの進化
- 1940年代の最初のプログラム可能なデジタルコンピューターから始まり、インターネット、パーソナルコンピューティング、スマートフォン、クラウドコンピューティングとIoTへと進化してきた。
AIと機械学習のセキュリティへの影響
- AIと機械学習はセキュリティシステムを賢く、迅速かつ効果的にするために、データ分析、自動応答、異常検知、適応的セキュリティ対策を革新している。
量子コンピューティングのセキュリティ応用
- 量子コンピューティングは、キュービットの重ね合わせと量子もつれを利用して特定の問題を高速に解く能力を持ち、セキュリティ分野に新たな手法と課題をもたらしている。
シスコのセキュリティソリューションとIT業界への影響
- シスコはネットワーキング、セキュリティ、コラボレーション、データセンターテクノロジー、IoTの分野で幅広い製品とサービスを提供し、IT業界の技術革新と企業のデジタル変革をリードしている。

Reference

免責事項

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