応用情報技術者試験 Study Note 3

パテントプール (Patent Pool)

パテントプールとは、標準規格などに関連する複数の特許権者が、それぞれの特許を持ち寄り、一括で効率的にライセンスを提供する仕組みである。個々の特許権者がそれぞれ独自に特許を管理・ライセンスする場合と比較して、いくつかのメリットがある。

ライセンス交渉の簡素化
- 複数の特許に関するライセンス交渉を一括で行えるため、交渉コストや時間を大幅に削減できる。特許権者にとっても、ライセンシー（特許を利用する企業）にとっても、手続きの簡素化が実現される。
市場価格の指標としての役割
- パテントプールでは、特許ライセンスの条件や使用料が一定の基準で設定される。そのため、他のライセンス契約においても、これを市場価格の参考とすることが可能になる。
市場価格への影響
- パテントプールにおいて定められたライセンス条件は、業界全体の特許使用料や技術導入コストに影響を及ぼすことがある。特に、特許ライセンスの一元化により、過度な競争や不透明な価格設定が防がれ、公正な市場環境の維持につながる。

代表的なパテントプールの例として、MPEG2、MPEG4、CODEX、WCDMA などの標準規格がある。これらの技術は、映像圧縮、音声コーデック、モバイル通信などの分野で広く活用されており、多くの企業がパテントプールを通じてライセンスを取得している。

DNSキャッシュポイズニング攻撃

DNSキャッシュポイズニング攻撃とは、DNSキャッシュサーバに偽のDNS情報をキャッシュとして登録させることで、利用者を偽のWebサイトに誘導する攻撃 である。まず、この攻撃の理解には 「再帰的な問合せ」 と 「反復（非再帰的）問合せ」 の違いを把握することが重要だ。

問合せの種類	説明
再帰的な問合せ	リゾルバ（DNSクライアント）から名前解決要求を受けたDNSサーバが、他のDNSサーバに代理で問合せを行い、最終的な結果をリゾルバに返す方式。
反復問合せ	再帰的な問合せを受けたDNSサーバが、他のDNSサーバに繰り返し問合せを行い、最終的な結果を取得する方式。

DNSキャッシュポイズニング攻撃の手順

偽の再帰的問合せを送信
- 攻撃者はDNSキャッシュサーバに対して偽の再帰的な問合せを送信し、強制的に反復問合せを発生させる。
キャッシュサーバの反復問合せを誘発
- キャッシュサーバは、権威DNSサーバ（コンテンツサーバ）に対して反復問合せを行い、正規の名前解決を試みる。
偽の応答を送信
- 攻撃者は、権威DNSサーバが正規の応答を返すよりも早く、キャッシュサーバへ偽の応答を送り込む。
偽の情報がキャッシュされる
- キャッシュサーバは、攻撃者の偽の応答を正規のものと誤認し、DNSキャッシュとして登録する。この時点でDNSクエリは解決済みとなるため、後から届く正規の応答は破棄される。

DNSキャッシュポイズニングの対策

再帰的な問合せの制限
- 再帰的な問合せは、内部ネットワークのホストが外部のDNSを解決する際に必要だが、外部からの再帰的な問合せには応じる必要がない。そのため、再帰的な問合せを許可する範囲を内部ネットワークのみに限定する ことで、攻撃のリスクを低減できる。
トランザクションIDとポート番号のランダム化
- DNSでは、送信元のIPアドレス、ポート番号、トランザクションIDが全て一致しない限り、キャッシュサーバは応答を正しいものとして認識しない。しかし、ポート番号やトランザクションIDが固定されていると、攻撃者にとって偽の応答を送り込むのが容易になる。したがって、ポート番号やトランザクションIDをランダムにすることで、DNSキャッシュポイズニングの成功率を大幅に低減できる。

キャッシュメモリと主記憶の同期方式

CPUと主記憶（RAM）の間にあるキャッシュメモリは、アクセス速度を向上させるために重要な役割を果たす。しかし、キャッシュと主記憶のデータの整合性を維持するための方式として、ライトバック（Write Back） と ライトスルー（Write Through） の2つがある。

方式	説明	特徴
ライトバック (Write Back)	CPUがキャッシュメモリにデータを書き込んだ際、主記憶にはすぐに反映せず、キャッシュメモリからデータが追い出されるときにのみ主記憶に書き込む方式。	高速だが、データの整合性を保つための制御が必要。
ライトスルー (Write Through)	CPUがキャッシュメモリにデータを書き込んだ際、主記憶にも同時に書き込む方式。	データの整合性は確保されるが、処理速度は低下する。

ライトバックは、頻繁に更新されるデータに対しては高いパフォーマンスを発揮するが、システムクラッシュ時にキャッシュ内の未書き込みデータが失われるリスクがある。一方、ライトスルーは安全性が高いが、主記憶への書き込み回数が増えるため、パフォーマンスが低下する。どちらの方式を選択するかは、システムの用途や求められる性能要件による。LUT（Lookup Table）

LUT（Lookup Table、ルックアップテーブル）の仕組み

複雑な計算処理を繰り返す代わりに、あらかじめ入力に対する出力をテーブルとして保持し、素早く参照できるようにするデータ構造 である。これにより、計算コストを削減し、処理速度を向上させることが可能 となる。

LUTは 入力値をアドレスとして利用し、対応する出力値をすぐに取得できるようにする方式 を取る。例えば、3つの入力信号が “0” または “1” の2値を取る場合、可能な入力の組み合わせは次のように8種類（2³ = 8）存在する。

入力信号 (3ビット)	アドレス	出力値
000	0	出力A
001	1	出力B
010	2	出力C
011	3	出力D
100	4	出力E
101	5	出力F
110	6	出力G
111	7	出力H

このように、入力信号に対する出力値を事前に決めておくことで、計算処理を省略し、高速なデータ処理を実現する。特に、FPGA（Field Programmable Gate Array）や画像処理、暗号技術 などの分野で広く活用されている。

EDI（Electronic Data Interchange）

EDI（Electronic Data Interchange、電子データ交換）とは、異なる組織に設置されたコンピュータシステム間で、通信回線を介して取引データを電子的に交換する仕組み である。これにより、従来の紙ベースの取引に比べて、データの送受信を迅速化し、業務の効率化とコスト削減を実現できる。

EDIの4つの規約（階層）

EDIには、データの交換をスムーズに行うための 4つの階層的な規約 が存在する。

レベル	名称	内容
レベル1	情報伝達規約	ネットワーク回線や伝送手順に関する取り決め。データの転送方法やプロトコルの標準化を含む。
レベル2	情報表現規約	送信・受信データのフォーマットや構造のルール。異なるシステム間でデータの意味を統一するための規約。
レベル3	業務運用規約	どのような情報をやり取りするか、情報の訂正方法、エラー処理のルールなど、業務フローに関する規約。
レベル4	取引基本規約	検収時期、支払時期、支払方法など、EDIを通じた取引の法的有効性を確立するための規約。