コンピュータセキュリティと様々なサイドチャネル攻撃｜Rui Ueyama
コンピュータセキュリティというのは微妙なもので、正面からの攻撃には安全でも、攻撃対象とは思われていなかった部分を突くとあっさり情報が盗めるパターンがある。そういう攻撃手法をサイドチャネル攻撃という。ここではサイドチャネル攻撃についていくつか見てみよう。 たとえば社外秘の文書をセキュアにブラウズしたいとしよう。VMwareなどを使って仮想マシンにOSを2つインストールして、通常利用環境とセキュア環境を完全に分離して、セキュア環境からしか社内ネットワークにアクセスできないようにして、そちら側をインターネットから完全に隔絶しておけば、仮に両方のOSが乗っ取られたとしても、VMware自体が乗っ取られない限りは依然として分離が有効に機能しているので、インターネットに情報がリークすることは原理的になさそうだ。 しかし実際にはこのような分離は完全な防護壁にはなってくれない。たとえばセキュア環境は「なに
IPv4と互換性のあるアドレス拡張プロトコルを考えてみたら、どういう感じになるんだろうか？｜Rui Ueyama
前回の記事ではIPv6の普及がなぜなかなか進まないのかを説明した。一つの根本的な問題は、IPv6がIPv4と互換性がないことだった。では、IPv4と互換性のあるプロトコルは、一体どういうものがありえたのだろうか？ この記事では、ASCIIをUTF-8に拡張したみたいに、IPv4と互換性を維持したままアドレスを64ビットに拡張したプロトコル（ここではIPv4+と呼ぶ）について考えてみたいと思う。そして、IPv4+ならば、IPv6のような長い移行期間を経ることなく、段階的にネットワークをアップグレードしていけることを示そうと思う。 なお、このIPv4+プロトコルは、筆者としてはそれなりに真面目に考えてみたものではあるけれど、単なる思考実験にすぎない。また、ここで提案するものがベストだと主張したいわけでもない。あくまで、現在の知識と経験を元に1995年くらいに戻って考え直せるとしたら、どういう世
IPv6がなぜいまだに普及していないのか｜Rui Ueyama
現在のインターネットの基本をなしているIPv4というプロトコルには、広く知られた大きな欠点がある。パケットのアドレスフィールドの幅が32ビットなので、ネットワークに接続可能なホスト数の上限が2³²（約43億）になってしまっているのだ。その欠点を修正するために、1990年代後半にIPv6という新たなプロトコルが設計されたのだけど、いまだにインターネットではIPv6は少数派で、主流ではいまだにIPv4が使われている。 1990年代当時は、IPv6は規格を策定すれば比較的すぐに普及するはずで、それによってインターネットが抱えているアドレス枯渇の問題が解決されるという雰囲気だったように思う。1998年にタイムトラベルして、20年たってもまだIPv4を置き換えることに成功していないと当時の人のIPv6推進者たちに教えたら、多分すごくびっくりされるだろう。一体どうしてこんなに普及が遅れてしまったのだろ
音の良いポッドキャストを録音するために ― Turing Complete FMの収録テクニック｜Rui Ueyama
僕は最近Turing Complete FMというポッドキャストを運営しているのですが、その収録のためにポッドキャスト録音テクニックを結構研究しました。ここではそのノウハウをシェアしようと思います。音がよくて聞きやすいポッドキャストの収録に役立ててもらえると幸いです。 はじめにポッドキャストでは音質は死活的に重要です。音質の大切さは強調してしすぎることはないと思うのですが、この点は甘く見られがちなようです。音の悪い録音を何十分も聞くのは耳が辛くて不必要にストレスがかかります。よいコンテンツを届けたいのなら、音質という、コンテンツ以前の問題は解決しておくべきです。 良い音質のポッドキャストを作成するためには、良い音質で録音する必要があります。良い録音から良い出力を作るのは簡単ですが、悪い録音から良い出力を作るのは、どんなにポストプロダクションを工夫してもほとんど不可能です。悪い音で録音してし
「悪い方が良い」原則と僕の体験談｜Rui Ueyama
ソフトウェアの世界には「悪い方が良い」原則という有名なエッセイがある。キレイにレイヤ分けされた一貫性のある良いデザインよりも、一見手抜きの悪いデザインのほうが実は良いときもあるという話だ。この逆説的なデザイン原則を僕は身をもって体験したことがある。それについてちょっと書いてみようと思う。 僕はlldというリンカの現行バージョンのオリジナル作者だ。リンカというのはコンパイラと組み合わせて使うもので、実行ファイルやDLLを作るのに使用される。lldはプロダクトとしてはかなり成功していて、標準のシステムリンカとして採用しているOSがいくつかあったり、GoogleやFacebookなど皆が知っているような大規模サイトの中で広く使われていたりする。 現在のlldは2世代目で、第1世代のlldは僕がプロジェクトに参加する前から存在していたのだけど、数年前にそれを捨てて一から書き直すということになった。
十分大きな乱数をユニークな識別子として使うのがなぜ安全なのか｜Rui Ueyama
いろいろなソフトウェアで、大きいランダムな値をユニークな値とみなすということが行われている。例えばユニークな識別子としてよく使われるUUIDはただの122ビットの乱数だ。gitもSHA-1ハッシュ値が160ビットの乱数のように扱えることを期待して、それをユニークな識別子として使っていた。実際にはランダムな2つの値が同じになる確率はゼロではないのに、なぜこれが安全なやり方だと言えるのだろうか？ それについてちょっと説明してみよう。 あるシステムが、乱数で生成された識別子の衝突のなさに依存しているとして、仮に衝突が発生した場合、相当悪い結果、例えば復旧不可能な形でデータベースが壊れてしまうとしよう。これはどれくらい危険なのだろうか？ 数学の問題で、学校のクラスの中で同じ誕生日の人が1組以上いる可能性は思ったより高いという話を聞いたことがあると思う。あるランダムに生成された値が衝突する確率という
意図的にプログラムの動きをランダムにしてバグを早期発見するテクニックについて｜Rui Ueyama
プログラムを書いていると、素直に実装した結果として毎回特定の条件が満たされているけど、本来それは誰も保証してないという場面に出くわすことがよくある。保証されていない偶然の動作に依存することで生じるバグというのはかなり多い。 例えば最近では、ドラゴンボールZ ドッカンバトルというゲームで、2回SQL文を実行した結果が同じ順序で並んでいるという誤った期待をしているコードがあったせいで、ガチャの確率表示がめちゃくちゃになってしまって、運営が確率操作しているのではないかという騒動が発生したことがあった [1]。データベースでは空のテーブルにデータを追加してその直後に読み返すと、データを追加した順番に結果が返ってきたりしがちなので、問題のコードはきれいなテスト環境では偶然うまく動いてしまったのだろうと思う。 上のようなバグを防ぐために最近よく使われているのは、本来保証しないところをわざと壊すという方
乱数生成器とゲームと諜報活動の話｜Rui Ueyama
ゲームなどを作っているとランダムさが必要になることがあるけど、コンピュータは基本的に毎回全く同じように動くので、乱数を作り出すのはそう簡単なことではない。Wi-FiやHTTPSなどの暗号は乱数のランダムさに本質的に依存しているので、高品質な乱数生成は世の中的にも重要な話題である。ここでは乱数生成について話をしてみよう。 ゲームではイベントがプレイヤーに予測不可能であればよいだけなので、真の乱数列ではなく擬似乱数列というものを使うことが多い。擬似乱数列は人間にはランダムにみえるけど、実際は何らかの数式によって順番に生成されているだけの数の列で、初期値を毎回違うものにしておくと、人間には毎回違う数列が生成されるようにみえる。初期値には現在時刻を使うことが多い。現在時刻は普通の用途では毎回違うからだ。 昔のゲーム機は現在時刻の設定がなかったので、ファミコンなどでは、起動してからの経過時間を疑似乱
メモリのビット反転エラーとセキュリティの話｜Rui Ueyama
ハードウェアのエラーでメモリの内容が化けてしまうことが稀にある。大抵のDRAMエラーはせいぜいプログラムがクラッシュする結果になるだけだが、データ破壊になることもありえるし、悪意のある使い方をすればセキュリティ破りに使うこともできてしまう。ここではメモリエラーとセキュリティの話をしようと思う。 メモリのエラー率は意外なほど高い。データセンターで大規模なマシン群を対象に実際に観測したところ、1年間に1回以上のエラーが発生したDIMMモジュールは全体の8%にのぼったそうだ。DIMM 1枚に数百億個のメモリセルが実装されているといっても、このエラー率はちょっとびっくりするくらい大きな数字ではないだろうか？ サーバでは普通はエラー訂正付きのDIMMを使うので1ビットのエラーは問題にならないが、エラー訂正のないコンシューマ機器ではこれは実際的な問題になりえる。 メモリエラーを利用したセキュリティ破り
オーバーフローが引き起こした面白いバグの話｜Rui Ueyama
一度聞いたら忘れられないような印象深いバグというものがある。僕は数値のオーバーフローと聞くと必ずこの2つのバグを思い出してしまう。どちらも面白いエピソードなのでちょっと紹介してみよう。 一つ目は、初代Civilizationにあったバグである。Civilizationは文明間で戦う戦略シミュレーションゲームで、チンギスハンとかエリザベス女王みたいなプレイヤーを選んで、世界制覇か宇宙開発競争での勝利を目指すというゲームだ。 初代Civilizationにあったバグは、非暴力主義のガンジーが突然核攻撃してくるというものだった。原因は文明が民主主義を採用すると攻撃性が2下がるというロジックだった。初代Civではガンジーの攻撃性は全プレイヤー中で最小の1なのだが、ゲームが進んでインド文明が民主主義を採用すると、攻撃性がマイナス2されてオーバーフローで255になり、ガンジーがゲーム中で突如、極度に攻
ソフトウェアの互換性と僕らのUser-Agent文字列問題｜Rui Ueyama
いろいろな環境で動くプログラムでは互換性のためにその場しのぎのことをしないといけないことがよくあるけど、歴史が積み重なってくると、アドホックな技の上にアドホックな技が積み上がる喜劇的な状態になることがある。こういう問題は認識するのは簡単だが直すことは誰にもできない。まさに僕がそのような体験をしたのでちょっと説明したい。 僕は仕事としてオープンソースのlldというリンカを書いている。リンカというのはコンパイラが生成したバイナリファイルをつなぎ合わせて最終的な実行ファイルやDLLを作成するプログラムで、知らない人も多いと思うけど、何をコンパイルしても最後にはリンカが動いている。lldは既存プログラムより何倍も速くてビルドが早くなるというので最近は結構人気が高まっていて、FreeBSDなどのいくつかのOSが全面的にスイッチしようとしたり、あるいは大規模プロジェクト（Chromeや、どうもFire
絵文字がある種のUnicodeバグを世界から一掃しつつある件について｜Rui Ueyama
UnicodeのUTF-16エンコーディングではほとんどの文字（コードポイント）は2バイトで表現されるが、Unicodeに後から追加収録された文字の多くは4バイトで表現される。4バイト文字がうまく扱えないプログラムというのはわりとよくある。しかし世界中で広く使われるようになった絵文字がよりによって4バイト文字であるせいで、そのような文字が扱えない問題がよいペースで解決に向かいつつある。それについて少し説明してみようと思う。 Unicodeが80年代から90年代初頭にかけてデザインされたときの目標の一つは、Unicodeに含まれる文字数を65536個以内に収めることだった。現代の文章を実用的なレベルで表すためには、漢字などを含めてもそれだけの種類の文字があれば十分だと考えられたのだ。当然これは1文字を2バイトで表すことを念頭に置いていた。つまりコンピュータの揺籃期から当時に至るまで単純に英語
スタンフォードのコンピュータサイエンスの授業の感想｜Rui Ueyama
いまのところ25単位分（マスター修了に必要な単位数の約半分）の授業を取ったので感想を時系列でちょっとまとめたい。昔のやつは記憶が曖昧になっているけど。 CS243 プログラムの解析と最適化 (2014Q4)要するにコンパイラの最適化の授業。前半はデータフロー解析とかでかなり実用的な感じがしたが、後半は行列計算の命令の依存関係を抽出してベクトル最適化とか、ItaniumみたいにレジスタのたくさんあるCPUでループアンローリングするみたいな話で、実際に役に立つのかはよくわからなかった。 と、そのときは思ったが、巨大な行列の計算はよくあるので、興味を持てなかった僕がダメだっただけかもしれない。 とにかく難易度が高かった。かなりがんばって夜中までやっていたつもりだけどもっと真剣に取り組むべきだったかもしれない。なにせこれが最初の授業だったのでレベル感がよくわかっていなかった。教授がドラゴンブックの
ソフトウェアエンジニアならもっと気軽にアメリカ移住を考えたほうがいいよ｜Rui Ueyama｜note
なんか数年に一回くらいシリコンバレー移住は割りに合うのかという話が上がってくる気がする。前の地獄のシリコンバレーはトンチンカンで噴飯ものだったけど、今回の海外移住？アメリカは止めた方がいいよはまあまあまともな意見な気がする。でも、なんか違うよなーと思った。 まず第一にやっぱりアメリカの方が待遇がずっとよくて、物価差を考慮に入れてもやっぱり全然違うと思う。やや大げさかもしれないけど、日本のプロ野球と大リーグみたいな違いがあるように思うんだけど。 第二に、お金だけではないよね、ということ。現実としてソフトウェアの世界はアメリカを中心に動いていて、他の国はアメリカで開発されたものを使っている。シリコンバレーなら伝説的なプログラマがわりとそこらへんにいて、普通に話をしたり一緒に仕事をしたりすることができる。カンファレンスであまりにも有名人過ぎて話しかけるのに躊躇するようなレベルの人が職場のすぐそこ
オープンソースプロジェクトを最初から英語で運営してみてわかったメリットについて｜Rui Ueyama
僕は最近とあるオープンソースプロジェクトをオーナーとしていわば運営しているのですが、英語でプロジェクトをまわすというのは良いなと思うようになりました。他の言語を使うのに何も悪いことはないのですが、英語のほうがコミュニティがずっと大きいので想定外の幸運なことが起こる可能性が高くなるというのが理由です。 僕がやっているプロジェクトは開発ツールを作るというもので、それなりに専門的な知識が必要になるプロジェクトです。人間が書いたプログラムのコードは最終的に何らかの形でコンピュータが直接実行可能な形に変換されて実行されるわけですが、僕が作っているリンカというのは最後の実行ファイルを作成する部分を担当するプログラムです。つまり僕はプログラムを出力するプログラムを書いているわけで、そのためにはOSやCPU、入力や出力のファイルの形式などについてよく知っている必要があります。 また僕らの目標は既存のものよ
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