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オーバーレイネットワークにおける一般ノードをサポートする CYPHONIC アダプタの研究

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🤖 AI による要約 ✨
  1. P.1 — タイトルスライド。令和3年度学士論文発表会。オーバーレイネットワークにおける一般ノードをサポートする CYPHONIC アダプタの研究。
  2. P.2 — CYPHONIC の概要。セキュアなエンド間通信を実現する通信フレームワーク。クラウドで端末認証、エンド間で直接暗号化通信。
  3. P.3 — CYPHONIC の課題。IoT 機器や専用サーバなど、クライアントプログラムの導入が困難な一般ノードが存在。
  4. P.4 — 研究目的。CYPHONIC における通信処理を代行する CYPHONIC アダプタの提案。
  5. P.5 — CYPHONIC アダプタの機能概要。既存のシグナリング・パケット処理機能に加え、一般ノード管理機能を追加。
  6. P.6 — 処理シーケンス。アダプタ認証、一般ノード情報取得、仮想 IP アドレス付与、代理通信の流れ。
  7. P.7 — 動作検証および性能評価の環境。NAPT 配下の構成で一般ノードへの通信機能提供を確認。
  8. P.8 — 検証結果。一般ノードが CYPHONIC 上で通信可能であることを確認。RTT 3.272ms、スループット 49.8 Mbits/sec。
  9. P.9 — まとめ。CYPHONIC Daemon の通信機能を活用し、一般ノード管理機能を追加実装して CYPHONIC アダプタを実現。
  10. P.10 — 予備スライドの区切り。
  11. P.11 — 評価対象の通信シグナリング。経路選択処理とトンネル確立処理の DNS 応答時間測定フロー。
  12. P.12 — 各処理の実行時間比較。CYPHONIC アダプタと CYPHONIC ノードの経路選択・トンネル確立・暗号化処理時間の比較。
  13. P.13 — 初回通信に伴う遅延時間の比較。DNS 応答時間、ARP 応答時間、データ通信時応答時間の測定結果。
  14. P.14 — UDP スループット測定値。一般ノード→CYPHONIC ノード方向の測定結果（10〜50 Mbps）。
  15. P.15 — UDP スループット測定値。CYPHONIC ノード間の通信性能測定結果。
  16. P.16 — TCP スループットにおける課題。CYPHONIC ノード間 78.7 Mbits/sec に対し、アダプタ経由 74.2 Mbits/sec で同程度の処理性能を確認。
  17. P.17 — データ通信処理における関数呼び出しフロー。syscall.read から暗号化・送信までの内部処理。
  18. P.18 — Goroutine の処理モデル。M:N スケジューラによる並行処理の仕組み。
  19. P.19 — スレッド分離による改善の検討。送受信スレッド、アダプタ処理スレッド、暗号化スレッドの分離構成。
  20. P.20 — 一般ノードのパケットフロー。Application Layer から Datalink Layer までの各レイヤでのデータ変換。
  21. P.21 — セキュリティモデルの変化。従来の境界型モデルからゼロトラストモデルへの変遷。
  22. P.22 — エンド間通信に伴う課題。NAPT 越え、IPv4-IPv6 非互換、端末移動時の通信断の3つの課題。
  23. P.23 — 既存技術と課題の比較。Hole Punching、ICE 等の通信接続性と移動透過性の対応状況。
  24. P.24 — CYPHONIC の概要。セキュアなエンド間接続を実現するオーバーレイネットワークプロトコル。
  25. P.25 — CYPHONIC の構成要素。仮想 IP アドレスを用いた通信と AS・NMS・TRS の各クラウドサービス。
  26. P.26 — CYPHONIC 全体概要。オーバーレイネットワーク上でのアプリケーション通信シーケンス。
  27. P.27 — CYPHONIC 全体概要（レイヤ構成）。Application Layer と CYPHONIC Layer の関係。
  28. P.28 — 認証処理の詳細。SSL/TLS を用いた Login Request と共通鍵生成のフロー。
  29. P.29 — 位置情報登録処理の詳細。NMS へのネットワーク情報登録と仮想 IP アドレス取得。
  30. P.30 — 経路選択処理の詳細。FQDN 指定による通信経路検索と Tunnel Key 生成。
  31. P.31 — 経路選択処理（TRS 経由）の詳細。直接通信が困難な場合の TRS を介した中継フロー。
  32. P.32 — トンネル確立処理の詳細。End Key 生成と Tunnel Request による暗号鍵配布。
  33. P.33 — トンネル確立処理（TRS 経由）の詳細。Temp Key による End Key の暗号化と TRS 中継。
  34. P.34 — 経路最適化処理の詳細。TRS 経由から直接通信への経路切り替えフロー。
  35. P.35 — CYPHONIC ノードのシステムモデル。CYPHONIC Daemon によるシグナリングとパケット処理の構成。
  36. P.36 — CYPHONIC ノードのシステムモデル（詳細）。Domain Filter、Mobility Management、Packet Hook の構成。
  37. P.37 — CYPHONIC におけるカプセル化フロー。Application Layer から Network Layer までの PDU 変換。
  38. P.38 — CYPHONIC アダプタのシステムモデル。一般ノード管理機能と Packet Handling Module の構成。
  39. P.39 — CYPHONIC アダプタのシステムモデル（詳細）。Address Configuration、Interface Handling、DHCPv4 の構成。
  40. P.40 — DNS パケットの処理。Local DNS Server と CYPHONIC Resolver によるドメイン振り分け。
  41. P.41 — 認証処理および登録処理。一般ノード情報（仮想 IP、FQDN、MAC アドレス）のクラウドへの登録フロー。
  42. P.42 — 通信処理。DNS リクエスト受信から NMS への通信要求、経路確立、データ通信までのフロー。
  43. P.43 — TCP/IP プロトコルスイートの概要。L7 から L2 までの各レイヤの役割。
  44. P.44 — カプセル化・デカプセル化の詳細。各レイヤでのヘッダ追加と除去の処理フロー。
  45. P.45 — 研究業績。IMCIC 2022 での Design and Basic Evaluation of Virtual IPv4-based CYPHONIC adapter の発表。
  46. P.46 — 研究業績。IPSJ CDS 研究会での仮想 IPv4 アドレスを想定した CYPHONIC アダプタの設計と基礎評価（学生奨励賞受賞）。