Wi-Fi について 身近にあるネットワークの仕組み

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1 Wi-Fi について 身近にあるネットワークの仕組み
Team ２２３院 Wi-Fi の基本 無線 LAN と Wi-Fi の違い 無線通信の規格とセキュリティ ホワートスペース Wi-Fi Wi-Fi について 身近にあるネットワークの仕組み

2 Wi-Fiの基本 無線LANの標準規格であるIEEE802.11bの、 互換性を保証するために定めたブランド名。
　互換性を保証するために定めたブランド名。 無線LAN規格の普及を目指す業界団体であるWECAが定めた。 相互接続性テストをパスした製品に与えられる。

3 WECAとは WECAは、今ではWi-Fi Allianceという団体名になっている。 無線LANに関する規格普及のために、
　設立された団体のこと。 相互運用性が保証された機器だけ、 Wi-Fi認定を受けることができる。

4 総務省HP「国民のための情報セキュリティサイト」2015.4.19閲覧
無線LANを利用するためには、親機（アクセスポイント）と、パソコンなどの端末に装着する子機が必要ですが、最近はほとんどのノートパソコンやスマートフォンに子機の機能が内蔵されているため、親機があれば無線LANが利用できます。

5 参考・引用文献 『最新標準パソコン用語辞典2013-2014年版』,秀和システム第一出版編集部 著
総務省（ Wi-Fi Alliance（ Apple（

6 無線LANとWi-Fiの違い 無線LANとは？
無線LAN（Local Area Network）は無線LANルーターのことを指す「親機」と電波通信をする「子機」が必要である。

7 Wi-Fi Allianceから認定された機器は、このロゴを使用できる
Wi-Fi（Wireless Fidelity）は無線LANを利用したインターネット接続のブランド名を指す。つまり、無線LANの規格をそろえて誰でもつながるようにしたもの。 今では、市販の無線LAN機器の ほとんどがWi-Fi認証を得ている ため、無線LANを「Wi-Fi」と呼ぶ ことが多くなってきた。 Wi-Fi Allianceから認定された機器は、このロゴを使用できる

8 参考文献

9 無線通信の規格とセキュリティ 早稲田大学 教育学部数学科２年 谷口 俊文

10 無線通信における規格の種類 ・IEEE 802.11b ・IEEE 802.11a ・IEEE 802.11g ・IEEE 802.11n
無線通信は, その使用する電波帯によって以下のように名称が定められているが, これらがその主な規格である. ・IEEE b ・IEEE a ・IEEE g ・IEEE n ・IEEE ac ※ 規格は下のものにつれて最新のものとなる. 詳細は次を参照のこと.

11 IEEE a * * *IEEE（アイ・トリプル・イー, 英: The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc）とは, アメリカ合衆国に本部をもつ電気・電子工学の技術を制定している学会である.

12 802.11 数字は「IEEE 802標準化委員会」の, 「802.11無線LAN標準化部会」によるもの. この規格を制定するにあたって, 1990年から約10年近く審議された. 1997年に標準化され, 翌年には ISO 規格に盛り込まれた.

13 *最大データ伝達速度は, あくまで理論値として計算されている. そのため, 実際に無線通信として利用できる速度はそれよりも低下する.
IEEE b … 周波数 2.4Ghz, 最大データ伝達速度 11 Mbps a … 周波数 5Ghz, 最大データ伝達速度 54 Mbps g … 周波数 2.4Ghz, 最大データ伝達速度 54 Mbps n … 周波数 2.4/5Ghz 最大データ伝達速度 600 Mbps ac … 周波数 5Ghz, 最大データ伝達速度 3.6 Gbps * *最大データ伝達速度は, あくまで理論値として計算されている. そのため, 実際に無線通信として利用できる速度はそれよりも低下する.

14 IEEE ac IEEE（米国電気電子学会）が制定した, n の後継となる第５世代の通信規格. 複数のアンテナを組み合わせることで, データの送受信における通信帯域を広げる 「MIMO（Multiple Input Multiple Output）技術」が採用されている.

15 無線通信における暗号化 ・無線通信には, 電波によって通信が行われるといった特性上, 第三者によって通信の傍受を受ける危険性がある.
・そのため, 無線 LAN のアクセスポイントと接続機器間におけるセキュリティ対策が必要である. ・暗号化通信では, SSID および ネットワークキーによって通信を限定したり, 通信内容そのものを暗号化することで第三者の傍受を防ぐ. ※ それぞれの暗号化方式の詳細については以降を参照のこと.

16 SSID + 暗号化方式 セキュリティを構築する要素 通信する情報は, 適切なセキュリティ構成によって保護する必要がある.
セキュリティを構成する要素は, 主に以下のようになっている. SSID + 暗号化方式 このときの SSID とは, 無線 LAN の ID のことである.

17 WEP WPA WPA2

18 TKIP AES

19 WEP WPA WPA2 これらは, 無線 LAN ネットワークへの接続を認証する機能をもつ. つまり, 無線 LAN の「通信内容を暗号化するための暗号化方式」である.

20 WEP WEP（Wired Equivalent Privacy）とは, 最初に登場した, 暗号化技術のこと. 13 文字までの数字, あるいは 26 桁までの 16 進数を鍵として使用する. 簡易な暗号化方式であり, セキュリティ強度は低い.

21 WPA WPA（Wi-Fi Protected Access）とは, WEP の弱点を補強した暗号化方式. 暗号鍵を一定時間ごとに更新する TKIP（Temporal Key Integrity）と呼ばれる 暗号化アルゴリズムを採用しており, 改ざんを防ぐ機能も持っている. アルゴリズムは, AES（Advanced Encryption Standard）も採用可能である.

22 WPA2 WPA2 とは WPA の後継規格であり, 暗号化方式として AES が採用されている. WPA, WPA2 では, どちらも TKIP, AES の暗号化方式を選ぶことができる. すなわち, もっとも安全なのは WPA2-PSK(AES) といった暗号化通信である.

23 参考文献 今回, この資料を作成するにあたって, 以下の文献を参考とした. ・IEEE 802.11 – Wikipedia
　→ ・無線LANの規格・速度とセキュリティ – 電気設備の知識と技術 　→ ・AirMac Extreme - Apple 　→

24 より共通する言葉でいうとスーパーwifiのことである

25 ホワイトスペース（white spaces）とは？
ウィキペディアから引用してホワイトスペースとは、「特定の電波利用サービスを目的に特定周波数帯の利用免許が与えられているにもかかわらず、チャンネル間の有害な混信を防ぐために設けられた、能動的に使用されていない周波数領域である。」ということですが、少しわかりやすく説明すると、16号館の教室内は大体机１つにつき椅子は３つついてありますが、皆が座るのは両端の２つで、真ん中の１つは空いてしまいます。その空いてる椅子のことです。そこで、人々は考えます。せっかく椅子が置いてあるから、どうにかして利用できないかっと？

26 ホワイトスペースは何に使えるのか？ メリットに何があるのか？
　 ホワイトスペースは何に使えるのか？ メリットに何があるのか？ これまでのWi-Fiと比較して非常に長い距離での通信が可能（周波数が低いと遠くまで届く）なので、新しい形のWi-Fiを作ることができる。 それ以外に、地域コミュニティ向け情報提供サービス、災害・防災・被災地情報や観光のイベント情報の配信等に使用できる。

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28 周波数が低いと遠くまで届く このことを説明するには物理の授業で習った回折の知識を使います。v=fλという周波数と波長の関係式があります。ここで、ｖは電波の速さなので、ほぼ光速と一致して、一定な量です。なので、波長と周波数は、反比例の関係になります。周波数が低いほど、波長が長くなる。回折というのは、ホイゲンスの原理に従い端付近を波源とする波として球面上に広がり、波長が小さいほど曲がるとき素元波の位相がズレやすく、波長が大きいときは素元波の位相はほとんど変わらないので強め合います。なので、周波数が低いと遠くまで届く。（ホイヘンスの原理と波の重ね合わせの原理と波の干渉）

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30 デメリットとその解決方法 無線免許など無しで、誰でも使えるので、混信が発生しうる。混 信を防ぐため、スーパーWi-Fiの場合、ジオロケーションデータベ ースを利用しています。ジオロケーションデータベースとは、簡 単に言えば現在どの地域にいるかによって、どの周波数帯を使 っているかが記載されているデータベースのことです。この地域 では、この周波数帯が利用が可能であるというようなホワイトス ペースを利用するためのデータベースがあり、これに従って電 波を出すことで、元々この周波数帯に割り当てられていた機器 への影響を防いでいるのです。（参考文献： tai.impress.co.jp/docs/column/keyword/ _ html） 自分が思ったことですが、周波数が低いとそれなりに伝送容量 が低くなる。それがどう解消するのかは残念ながら見つかりませ んでした。減る情報量はただの誤差程度なのか、それとも他に 解決方法があるのだろうか。