共通テスト情報Ⅰ・6-6

応用-6 ネットワークと情報セキュリティの一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「共通テスト形式の応用」から、応用-6 ネットワークと情報セキュリティに関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問16-6・応用

Aさんは、次の表の条件で動画ファイルを送る。

項目	値
ファイルの大きさ	60MB
回線の通信速度	100Mbps
伝送効率（実際にデータを運べる割合）	80％

送るのにかかる時間は何秒か。ただし、1MB＝1000000バイト、1Mbps＝1秒間に1000000ビット、1バイト＝8ビットとし、それ以外の時間は考えない。

①4.8秒
②3.84秒
③6秒
④0.75秒

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正解 ③6秒

解説
正解は「6秒」。ファイルをビットに直し、実際に使える速さ（80Mbps）で割る。

手順
表の値を使う。①ファイルの大きさ：60MB×8＝480Mビット。
②実際の速さ：100Mbps×0.8＝80Mbps。
③時間：480÷80＝6秒。

ひっかけ注意

・「0.75秒」…バイトをビットに直す（×8）のを忘れ、60÷80とした値。1バイト＝8ビットなので、容量をビットに直してから速さで割る。
・「4.8秒」…伝送効率を考えず、480÷100とした値。実際に使える速さは100Mbpsの80％の80Mbps。
・「3.84秒」…伝送効率を時間にかけてしまった値（480×0.8÷100）。効率が下がれば時間は長くなるので、速さのほうにかける。

問26-6・応用

Aさんは25500バイトのファイルを送る。データは図のようにパケットに分けて送り、1つのパケットに入れられるデータは最大1000バイトで、各パケットには宛先などを書いた40バイトのヘッダが付く。最後のパケットには、残りのデータだけが入る。すべてのパケットの大きさ（ヘッダを含む）の合計は何バイトか。

自作の模式図

①26500バイト
②25500バイト
③27040バイト
④26540バイト

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正解 ④26540バイト

解説
正解は「26540バイト」。パケットは26個になり、ヘッダは26個分付く。

手順
①図のように、データを先頭から1000バイトずつ入れていく。25500÷1000＝25.5 なので、1000バイトのパケットが25個と、500バイトのパケットが1個の計26個。
②ヘッダの合計：40×26＝1040バイト。
③合計：25500＋1040＝26540バイト。

ひっかけ注意

・「26500バイト」…パケットを25個と数え、端数の500バイト分のパケットを忘れた値。25.5は切り上げて26個になる。
・「25500バイト」…ヘッダを足し忘れた値。ヘッダは1つのパケットに40バイトずつ付く。
・「27040バイト」…最後のパケットも1000バイトあるとして、1040×26とした値。最後の1つは500バイトしか入っていない。

問36-6・応用

Aさんの家のパソコンで、Webサイトに接続しようとした。次の表は、ブラウザに入力したものと、その結果である。

入力したもの	結果
Webサイトのドメイン名	表示されなかった
そのWebサーバのIPアドレス	同じページが正しく表示された

ドメイン名で表示されなかった原因として最も考えられるものはどれか。

①DNSサーバに問い合わせる名前解決がうまくいっていない
②パソコンにIPアドレスがまだ割り当てられていない状態
③ルータがWebサーバまでパケットを転送できていない状態
④Webサーバが停止していて、ブラウザの要求に応答していない

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正解 ①DNSサーバに問い合わせる名前解決がうまくいっていない

解説
正解は「DNSサーバに問い合わせる名前解決がうまくいっていない」。IPアドレスなら届くので、ドメイン名をIPアドレスに変える部分に問題がある。

なぜ
ドメイン名で接続するときは、まずDNSサーバに問い合わせてIPアドレスを調べる（名前解決）。表の2行目のように、IPアドレスを直接入れるとこの手順を飛ばせる。IPアドレスでは表示できたので、パソコン・経路・Webサーバは正常だと分かる。

ひっかけ注意

・「パソコンにIPアドレスがまだ割り当てられていない状態」…割り当てがない場合は、IPアドレスを直接入れても通信できないはず。IPアドレスでは表示できたので当たらない。
・「ルータがWebサーバまでパケットを転送できていない状態」…経路が使えない場合は、IPアドレスでも届かないはず。名前解決の前後で経路は同じ。
・「Webサーバが停止していて、ブラウザの要求に応答していない」…停止している場合は、IPアドレスでもページは表示されない。サーバは動いていると分かる。

問46-6・応用

学校のネットワークは 192.168.10.0/24 と表される。「/24」は、IPv4アドレス32ビットのうち先頭24ビットがネットワーク部（どのネットワークかを表す部分）であることを示す。図は、このネットワークのアドレスの形を示したものである。このネットワークに属する機器のIPアドレスとして適切なものはどれか。

自作の図

①192.169.10.5
②192.168.10.200
③192.168.11.10
④192.168.1.10

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正解 ②192.168.10.200

解説
正解は「192.168.10.200」。先頭24ビット（前から3つの数）が 192.168.10 と一致している。

なぜ
図のとおり、IPv4アドレスは8ビットずつ4つに区切って10進数で書く。先頭24ビットは前から3つの数にあたる。これが 192.168.10 と同じなら同じネットワークで、最後の数（ホスト部）で機器を区別する。

ひっかけ注意

・「192.168.11.10」…3つ目が11で、先頭24ビットのネットワーク部が違う。1つ目から3つ目まですべて同じ場合だけ同じネットワーク。
・「192.168.1.10」…3つ目が1で、ネットワーク部が違う。/24なら、4つ目の数だけが機器ごとに変わる（機器に付けられるのは1〜254。0はネットワーク自体、255は同報の宛先）。
・「192.169.10.5」…2つ目が169で、ネットワーク部が違う。1か所でも違えば別のネットワークになる。

問56-6・応用

生徒の会話
Aさん「IPv4のアドレスは32ビット、IPv6のアドレスは128ビットなんだって」
Bさん「じゃあ、使えるアドレスの数は何倍になるのかな」
Aさん「ビット数と表せる数の関係を表にしてみよう」

ビット数	1	2	3	32	128
表せる数	2	4	8	2の32乗	2の128乗

IPv6で表せるアドレスの数は、IPv4で表せるアドレスの数の何倍か（割り当てに使えない範囲は考えない）。

①2の4乗倍
②96倍
③2の96乗倍
④4倍

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正解 ③2の96乗倍

解説
正解は「2の96乗倍」。nビットで表せる数は2のn乗通りなので、2の128乗÷2の32乗＝2の96乗。

手順
表のとおり、ビットが1増えるごとに表せる数は2倍になる。①IPv4：32ビットで2の32乗（約43億）通り。
②IPv6：128ビットで2の128乗通り。
③2の128乗÷2の32乗＝2の(128−32)乗＝2の96乗。

ひっかけ注意

・「4倍」…ビット数どうしを割った値（128÷32）。1ビット増えるごとに表せる数は2倍になるので、倍率は割り算では求まらない。
・「2の4乗倍」…ビット数の比4を指数にした値。指数に入るのは比ではなく、ビット数の差の96。
・「96倍」…ビット数の差をそのまま倍率にした値。差が1ビットなら2倍、2ビットなら4倍と、差は指数になる。

問66-6・応用

Aさんが送ったデータは、図のように、いくつものパケットに分けられ、途中でそれぞれ別の経路を通ったため、受信側には送った順とは違う順番で届いた。それでも受信側で元のデータを正しく組み立てられる理由として最も適切なものはどれか。

自作の模式図

①送信側が、前のパケットが届くまで次を作らない仕組みだから
②途中のルータが、すべてのパケットを同じ経路にそろえて送るから
③各パケットの宛先IPアドレスが、別々の値になるから
④各パケットに、送った順番を示す番号が付けられているから

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正解 ④各パケットに、送った順番を示す番号が付けられているから

解説
正解は「各パケットに、送った順番を示す番号が付けられているから」。TCPでは、順番を示す番号（シーケンス番号）を使って並べ直す。

なぜ
図では、送った順は1・2・3なのに、届いた順は2・3・1です。パケット通信では、パケットごとに経路が変わることがあり、届く順番が入れ替わりうる。TCPのヘッダにはデータの位置を示す番号が入っているので、受信側はそれを見て正しい順に並べ直せる。

ひっかけ注意

・「送信側が、前のパケットが届くまで次を作らない仕組みだから」…問題文のとおり順番が入れ替わって届いており、1つずつ待って送っているわけではない。
・「途中のルータが、すべてのパケットを同じ経路にそろえて送るから」…ルータはパケットごとに転送先を決めるため、経路はそろわない場合がある。問題文でも別の経路を通っている。
・「各パケットの宛先IPアドレスが、別々の値になるから」…同じ相手に送るため、宛先IPアドレスはすべて同じ。順番の情報はTCPのヘッダの番号が持つ。

問76-6・応用

10人のグループで、どの2人の間でも、他の8人に読まれない通信をしたい。共通鍵暗号方式だけを使い、2人の組ごとに別々の鍵を用意する。図は、5人の場合を表したもので、点が人、点を結ぶ線1本が鍵1個を表し、鍵は10個になる。10人の場合、必要な鍵は全部で何個か。

自作の模式図

①45個
②90個
③20個
④10個

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正解 ①45個

解説
正解は「45個」。2人の組の数だけ鍵がいるので、10人から2人を選ぶ組合せの数になる。

手順
図の5人の場合は、5×4÷2＝10個で、線の数と一致する。10人でも同じように考える。①1人は残り9人それぞれと別の鍵を使う（10×9＝90）。
②ただしAとBの鍵と、BとAの鍵は同じ1つなので2で割る。
③90÷2＝45個。

ひっかけ注意

・「90個」…AとBの組と、BとAの組を別に数え、同じ組を2回数えた値。2で割る必要がある。
・「20個」…公開鍵暗号方式で1人が公開鍵と秘密鍵の1組を持つ場合の数（10人×2）。共通鍵だけの場合には当たらない。
・「10個」…1人1つの鍵とした値。共通鍵を1人1つにすると、2人の組ごとの秘密が守れず、他の8人に読まれてしまう。

問86-6・応用

Aさんは、英大文字の各文字をアルファベット順に決まった数だけ後ろにずらす暗号を考えた（Zの次はAに戻る）。暗号化のときにずらす数を鍵とし、鍵は1以上25以下の整数とする。例えば鍵が1なら、DOGはEPHになる。図は、アルファベットの順を示したものである。
Bさんは、この方式で作られた暗号文 FDW を受け取ったが、鍵は知らされていない。元の文は動物を表す英単語3文字だと分かっている。
鍵と、攻撃者が考えられる鍵をすべて試す（総当たり）ときに試す鍵の数の組合せとして正しいものはどれか。

自作の図

①鍵は3で、試す鍵は最大26の3乗通り
②鍵は3で、試す鍵は最大25通り
③鍵は23で、試す鍵は最大25通り
④鍵は3で、試す鍵は最大26通り

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正解 ②鍵は3で、試す鍵は最大25通り

解説
正解は「鍵は3で、試す鍵は最大25通り」。FDWの各文字を3つずつ前に戻すとCATになり、鍵の候補は1〜25の25通りしかない。

手順
①図のアルファベットの順を使い、鍵を1、2、3…と順に試し、暗号文を前に戻す。鍵が3のとき、F→C、D→A、W→TでCATになる。他の24通りの鍵では、動物を表す英単語にならない。
②すべての文字を同じ数だけずらす方式なので、鍵は文字ごとに違わない。候補は1以上25以下の25通り。
③25通りなら人の手でもすぐに試せる。このように鍵の候補が少ない暗号は総当たりで破られるため、今の暗号は候補の数を総当たりできないほど多くしている。

ひっかけ注意

・「鍵は3で、試す鍵は最大26の3乗通り」…文字ごとに別の数だけずらす場合の考え方。この方式は全文字を同じ数だけずらすため、候補は25通りだけ。
・「鍵は23で、試す鍵は最大25通り」…23だけ後ろにずらすとCATはZXQになり、FDWにならない。前に3戻すのは復号の操作で、暗号化の鍵は3。
・「鍵は3で、試す鍵は最大26通り」…英字が26文字あることから数えた値。26ずらすと元の文字に戻るため、問題文のとおり鍵は1以上25以下の25通り。

問96-6・応用

BさんはAさんから、電子署名の付いた文書を受け取った。この文書が確かにAさんが作ったもので、途中で書き換えられていないことを確かめたい。図は、電子署名を作って確かめるまでの流れである。署名の検証に使う鍵（図の「？」）として適切なものはどれか。

自作の模式図

①Aさんの秘密鍵
②Bさんの秘密鍵
③Aさんの公開鍵
④Bさんの公開鍵

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正解 ③Aさんの公開鍵

解説
正解は「Aさんの公開鍵」。署名はAさんの秘密鍵で作られるので、対になるAさんの公開鍵で確かめる。

なぜ
図のとおり、電子署名は、送る人が自分の秘密鍵を使って作る。秘密鍵はAさんしか持たないので、Aさんの公開鍵で検証できれば、作ったのがAさんで、内容も書き換えられていないと分かる。

ひっかけ注意

・「Bさんの公開鍵」…Bさん宛てに暗号化するときに使う鍵。Aさんの署名はAさんの秘密鍵で作られるため、確かめられない。
・「Aさんの秘密鍵」…署名を作るときにAさんだけが使う鍵。持ち主以外は持っていないため、Bさんは使えない。
・「Bさんの秘密鍵」…Bさん宛てに公開鍵で暗号化されたデータを戻す場合に使う鍵。署名の検証には使わない。

問106-6・応用

Aさんの学校のサーバでは、毎晩22時にデータのバックアップを取っている。バックアップは直近の4世代（4晩分）だけを残し、5つ目を取るときに最も古いものを上書きして消す。
ある週の金曜日の朝、サーバのファイルがランサムウェアで暗号化されていることが分かった。調べると、感染して暗号化が始まったのはその週の月曜日の12時で、それ以降に取ったバックアップには暗号化されたファイルが入っていた。図は、この週の日曜日から金曜日の朝までの出来事を時間の順に示したものである。
金曜日の朝の時点で、バックアップから元に戻せる状態について正しいものはどれか。

自作の模式図

①日曜日の夜のバックアップから、感染前の状態に戻せる
②月曜日の夜のバックアップから、感染前の状態に戻せる
③木曜日の夜のバックアップから、感染前の状態に戻せる
④残る4世代はどれも感染後で、感染前の状態に戻せない

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正解 ④残る4世代はどれも感染後で、感染前の状態に戻せない

解説
正解は「残る4世代はどれも感染後で、感染前の状態に戻せない」。感染に気づくまでの日数が、残している世代の数より長かったためです。

手順
図のバックアップの印を、新しい方から4つ数える。①金曜日の朝に残っているのは、月・火・水・木曜日の夜に取った4世代。
②感染は月曜日の12時なので、月曜日の夜以降の4世代には、どれも暗号化されたファイルが入っている。
③感染前の日曜日の夜の分は、木曜日の夜に5つ目を取ったときに上書きされて消えている。
このように、世代管理（複数の時点のバックアップを残すこと）をしていても、残す世代が少ないと感染前に戻れない場合があります。IPAは、世代管理に加えて、バックアップを元のシステムから切り離して保管することや、正しく復旧できるかの確認を求めています。

ひっかけ注意

・「日曜日の夜のバックアップから、感染前の状態に戻せる」…日曜日の夜の分は感染前だが、4世代だけ残す決まりのため、木曜日の夜に上書きされて残っていない。
・「月曜日の夜のバックアップから、感染前の状態に戻せる」…同じ日の夜でも、感染した12時より後に取ったため、暗号化されたファイルが入っている。
・「木曜日の夜のバックアップから、感染前の状態に戻せる」…最も新しい世代で、感染から3日以上たった後に取ったもの。新しいほど安全とは限らない。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。